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Aunque es bien conocido cuál es el punto de fusión del hielo (la temperatura a la que el hielo cambia a estado líquido), los científicos llevaban casi dos siglos intentando resolver una duda: por qué, incluso a temperaturas por debajo del punto de congelación, se puede formar una fina capa similar a un líquido.
El primero en observar este efecto, hace más de 170 años, fue el científico británico Michael Faraday, reconocido por su trabajo en el electromagnetismo y la electroquímica. Desde entonces, se conoce como “premelting” o, como se conoce en español, “prefusión” o “hielo prederretido”.
A pesar de su larga historia, dijo Jiani Hong, investigador de la Universidad de Pekín, (China), “la estructura microscópica de la capa prefundida sigue sin entenderse bien”.
La dificultad, agregó Hong, radica en que el “acceso experimental a las estructuras interfaciales desordenadas y su dinámica a escala atómica es extremadamente difícil”.
Ahora, junto a un equipo de colegas de universidades chinas, Hong ha revelado la estructura molecular del hielo “prederretido”. De esta manera, aseguran, han resuelto el misterio que inició hace más de 170 años.
Para lograrlo, detallan en el estudio que publicaron recientemente en la revista académica Physical Review X, utilizaron, en un primer momento, en microscopía de fuerza atómica (AFM), que le permite a los investigadores trazar mapas topológicos de la superficie a escala atómica.
Sin embargo, reconocen los científicos, a pesar del nivel de resolución alcanzado con esta metodología, les resultaba insuficiente para desentrañar el misterio de esta etapa.
Para poder avanzar hacia la solución, los investigadores combinaron el aprendizaje automático con la microscopía de fuerza atómica (AFM) y entrenaron un algoritmo que les permitiera detectar las características del hielo “prederretido”.
De esta manera, finalmente, pudieron reconstriur las características de la superficie a escala molecular. Esta “pre-fusión”, concluyen los responsables del estudio, “desempeña un papel clave en las ciencias físicas, químicas, de materiales y biológicas”. Y ahora, tras casi dos siglos de misterio, se conoce su composición molecular.
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