Un reciente estudio publicado en la revista Nature Materials ha revelado una sorprendente y nueva fase del hielo, denominada Ice XXI, lograda por un equipo internacional de científicos que trabajaba en condiciones extremas. Este hallazgo desafía la noción tradicional de que el agua, que se comporta de manera predecible en condiciones normales —congelándose a 0 °C y hirviendo a 100 °C—, presenta estructuras complejas cuando se la somete a presiones superiores a los 2 gigapascales. Liderado por el Instituto Coreano de Ciencia y Tecnología de Estándares (KRISS), el equipo utilizó una innovadora celda de yunque de diamante dinámica (dDAC) para comprimir muestras microscópicas de agua, lo que permitió observar por primera vez este inédito estado del hielo a temperatura ambiente.
La singularidad de Ice XXI radica en que se forma a temperatura ambiente bajo condiciones extremas, desafiando la percepción de que el hielo solo puede generarse con frío. Este nuevo tipo de hielo cuenta con una estructura cristalina compleja, compuesta por 152 moléculas de agua por celda unitaria, y presenta una densidad de 1,413 g/cm³, superando a la mayoría de las formas conocidas de hielo. Según los científicos, esta fase intermedia aparece como un puente entre otras estructuras más duraderas de hielo, como Ice VI y Ice VII metastable, lo que sugiere que el agua puede existir de formas mucho más complejas de lo que previamente se había considerado.
A nivel técnico, la combinación de la celda dDAC y las avanzadas técnicas de láser de rayos X de electrones libres permitió a los investigadores observar la rápida transición entre fases de hielo a menos de una milésima de segundo. Los autores del estudio documentaron al menos cinco diferentes rutas de congelación y fusión del agua bajo estas condiciones de compresión, lo cual es indicativo de las complejas interacciones moleculares que ocurren. Este descubrimiento no solo amplía el conocimiento sobre el agua, sino que también sienta bases para futuras investigaciones sobre las propiedades y el comportamiento de otros líquidos en condiciones extremas.
Los científicos consideran que el hallazgo de Ice XXI tiene potenciales implicaciones en campos como la física de materiales y la astrobiología. Las condiciones de presión y densidad encontradas en esta nueva forma de hielo son comparables a las que se espera en los océanos de lunas heladas como Europa y Encélado. Esto sugiere que Ice XXI podría existir en otros cuerpos celestes, abriendo nuevas vías para entender los ambientes extremos que podrían albergar vida. La identificación de estructuras similares podría, además, ayudar a formular teorías sobre la evolución de los climas en otros planetas.
Finalmente, la metodología empleada en este estudio no solo es un avance significativo en la comprensión del agua y sus transiciones de fase, sino que también establece un nuevo estándar en la investigación de materiales a alta presión. La utilización de técnicas de compresión dinámica permitirá a los científicos explorar una variedad aún mayor de materiales y sus estructuras en el futuro. Así, el descubrimiento de Ice XXI no solo representa un hito académico, sino que también plantea interrogantes sobre el comportamiento de la materia en circunstancias extremas, sugiriendo que aún quedan muchos secretos por desvelar en el universo de los materiales.
