Újfajta jeget fedeztek fel

Közönséges jég nagyon intenzív rázásával egy teljesen újfajta jeget állítottak elő amerikai kutatók, írja a New York Times. A kísérlet eredménye rávilágít arra, hogy még mindig mennyi mindent nem tudunk egy olyan egyszerűnek gondolt molekuláról, mint a víz.

„Ez teljesen váratlan és nagyon meglepő” – mondta Christoph Salzmann, a University College London kémiaprofesszora, a Science című folyóiratban csütörtökön megjelent, az új jeget leíró tanulmány egyik szerzője. A kísérlethez viszonylag egyszerű, olcsó berendezéseket alkalmaztak, hogy előállítsák a jég egy olyan formáját, amely máshol is létezhet a Naprendszerben.

A sima, hétköznapi jég hatszögletű mintázatba rendezett vízmolekulákból áll, és ezek a hatszögletű rácsok szépen egymásra rakódnak. Mivel a hatszögletű szerkezetek nem illeszkednek szorosan egymáshoz, ezért a jég kisebb sűrűségű, mint a folyékony víz, ezért is tud lebegni, úszni a tetején.

Ha azonban másféle hőmérséklet- és nyomásváltozásoknak tesszük ki a vízmolekulát, mint ami a Földön általában előfordul, akkor másmilyen kristályszerkezetekbe préselődhetnek. A tudósok ma már húszféle kristályos vízformát ismernek.

Ezen kívül a kutatók két olyan jégtípust is dokumentáltak, amelyekben a molekulák összekuszálódtak, ezeket amorf anyagoknak nevezik. Mivel az egyik amorf jég sűrűbb, mint a víz, ezért nagy sűrűségű amorf jégnek nevezik; a másik, amelynek sűrűsége kisebb, mint a vízé, az alacsony sűrűségű amorf jég. Az amorf jég nem található meg a Földön, de a világűrben, üstökösökben, csillagközi felhőkben és jeges égitesteken, például a Jupiter egyik holdján, az Europán elterjedt lehet.

Salzmann és kollégái a nagyon apró jégkristályokat akarták tanulmányozni, mert valaminek a miniatűr darabkái néha egészen más tulajdonságokkal rendelkeznek, mint ugyanannak az anyagnak a nagyobb darabjai.

A vízjeget először folyékony nitrogénben mínusz 160 Celsius fokosra hűtötték, majd néhány acélgolyóval együtt egy tartályba helyezték. Ezután egy gép másodpercenként hússzor előre-hátra rázta a továbbra is ultrahidegre hűtött jeget és acélgolyókat, apró darabokra porlasztva a jeget.

Aztán amikor kivették a tartályból, egy teljesen ismeretlen textúrával találkoztak. Az anyag sűrű volt, és a kristályos szerkezet nagy része megsemmisült, amorf anyagot eredményezve. A sűrűség azonban nem egyezett a már ismert nagy és kis sűrűségű amorf jéggel. Érdekes módon a kettő közé esett; sőt, majdnem pontosan ugyanolyan sűrűségű volt, mint a folyékony víz.

Eddig a jég minden szilárd formája, legyen az kristályos vagy amorf, vagy lényegesen sűrűbb vagy kevésbé sűrű volt, mint a folyékony víz. A kutatók közepes sűrűségű amorf jégnek, vagy MDA-nak nevezték el a kapott anyagot.