“Cuando un vaso de agua se congela, el hielo se materializa primero en la interfaz agua-vidrio antes de avanzar gradualmente hacia adentro.” Esta simple observación ha desconcertado a los científicos durante años. Ahora, investigadores de la Universidad de Tokio han revelado un descubrimiento innovador sobre cómo el agua se transforma en hielo, lo que podría revolucionar varias industrias.
Publicado el 4 de junio de 2025 en el Journal of Colloid and Interface Science, el estudio profundiza en el baile molecular que ocurre cuando el agua se congela. El equipo utilizó simulaciones avanzadas de dinámica molecular para examinar el proceso. Encontraron que el entorno microscópico cerca de las superficies juega un papel crucial en la nucleación del hielo.
La investigación reveló que dos monocapas de agua cerca de una superficie se organizan en una red hexagonal bicapa. Esta estructura actúa como un andamio, promoviendo la formación de hielo. El equipo también descubrió que la atracción de la superficie por las moléculas de agua debe ser la correcta. Demasiada atracción interrumpe la red, mientras que muy poca impide su formación. Esta “zona Goldilocks” ofrece una nueva comprensión de cómo controlar la formación de hielo.
Las implicaciones de este descubrimiento son vastas. Podría conducir al desarrollo de recubrimientos anti-hielo para la aviación, las energías renovables y otros sectores. Estos recubrimientos podrían diseñarse para promover o inhibir la nucleación del hielo. Además, los investigadores sugieren que mecanismos similares pueden aplicarse a otros líquidos con enlaces tetraédricos, abriendo nuevas vías en la ciencia de los materiales y la fabricación de semiconductores.
Desde una perspectiva de la ciencia del clima, esta investigación podría mejorar los modelos de formación de nubes y precipitación. Los nuevos conocimientos también pueden guiar las estrategias de geoingeniería. Este estudio no solo profundiza nuestra comprensión del agua, sino que también allana el camino para el diseño de materiales inteligentes. Marca un avance significativo en la búsqueda por desentrañar los misterios del agua, prometiendo aplicaciones transformadoras en la ciencia y la tecnología.