“Quando un bicchiere d'acqua si congela, il ghiaccio si materializza per la prima volta all'interfaccia vetro-acqua prima di avanzare gradualmente verso l'interno.” Questa semplice osservazione ha lasciato perplessi gli scienziati per anni. Ora, i ricercatori dell'Università di Tokyo hanno svelato una scoperta rivoluzionaria su come l'acqua si trasforma in ghiaccio, potenzialmente rivoluzionando diversi settori.
Pubblicato il 4 giugno 2025 sul Journal of Colloid and Interface Science, lo studio approfondisce la danza molecolare che si verifica quando l'acqua si congela. Il team ha utilizzato simulazioni avanzate di dinamica molecolare per esaminare il processo. Hanno scoperto che l'ambiente microscopico vicino alle superfici gioca un ruolo cruciale nella nucleazione del ghiaccio.
La ricerca ha rivelato che due monostrati d'acqua vicino a una superficie si organizzano in un reticolo esagonale a doppio strato. Questa struttura funge da impalcatura, promuovendo la formazione di ghiaccio. Il team ha anche scoperto che l'attrazione della superficie per le molecole d'acqua deve essere giusta. Troppa attrazione interrompe il reticolo, mentre troppo poca ne impedisce la formazione. Questa “zona Goldilocks” offre una nuova comprensione di come controllare la formazione di ghiaccio.
Le implicazioni di questa scoperta sono vaste. Potrebbe portare allo sviluppo di rivestimenti antigelo per l'aviazione, le energie rinnovabili e altri settori. Questi rivestimenti potrebbero essere progettati per promuovere o inibire la nucleazione del ghiaccio. Inoltre, i ricercatori suggeriscono che meccanismi simili possono essere applicati ad altri liquidi a legame tetraedrico, aprendo nuove strade nella scienza dei materiali e nella produzione di semiconduttori.
Da una prospettiva della scienza del clima, questa ricerca potrebbe migliorare i modelli di formazione delle nuvole e delle precipitazioni. Le nuove conoscenze possono anche guidare le strategie di geoingegneria. Questo studio non solo approfondisce la nostra comprensione dell'acqua, ma apre anche la strada alla progettazione di materiali intelligenti. Segna un progresso significativo nella ricerca per svelare i misteri dell'acqua, promettendo applicazioni trasformative nella scienza e nella tecnologia.