Scienze

Il ghiaccio flessibile che si piega come uno spaghetto

Rigido come il ghiaccio? Non più! Un nuovo tipo di ghiaccio si lascia deformare senza segni di cedimento e torna rapidamente alla forma iniziale.

Immaginate un sottile filamento di ghiaccio che vi si avvolga attorno al polso come un braccialetto: impossibile, giusto? Solo fino a pochi giorni fa. Limin Tong, fisico della Zhejiang University in Cina, ha prodotto insieme ai colleghi un tipo di ghiaccio elastico e flessibile che si può deformare come un filo senza sbriciolarsi, per tornare poi facilmente nella posizione iniziale.

Trasmette la luce. Per il momento si tratta di "microfibre" di ghiaccio, appena visibili ad occhio nudo. Ma il nuovo materiale promette bene: trasmette perfettamente la luce e potrebbe essere un giorno impiegato come fibra ottica, o per studiare l'inquinamento dell'aria. La scoperta è stata descritta su Science.

Come è stato ottenuto. L'esperienza ci insegna che il ghiaccio è rigido e fragile, un po' come il vetro. Eppure, i filamenti di vetro lunghi e sottili, come appunto le fibre ottiche in silice (l'"ingrediente" principale del vetro), si piegano senza problemi. Proprio osservando questa proprietà del vetro, a Tong è venuta l'idea di sondare quelle del ghiaccio. Prima però bisognava ottenere un filamento il più sottile possibile. Per ricavare le fibre di vetro, lo scienziato ha pompato vapore acqueo in una piccola camera tenuta a una temperatura di -50 °C. In questo ambiente ha creato un campo elettrico che ha attratto le molecole d'acqua verso un ago in tungsteno (un metallo), dove l'acqua è cristallizzata in fibre di pochi micrometri di diametro (un capello ha uno spessore di circa 70 micrometri).

Nessuna deformazione permanente. Il "tessuto" di ghiaccio non è mai cresciuto troppo - al massimo, si è raggiunta una lunghezza inferiore a quella di una ciglia - ma le immagini al microscopio ad alta risoluzione hanno confermato che si trattava di singoli cristalli, con gli atomi sistemati in modo ordinato come cellette in un alveare. Questa disposizione perfetta, senza difetti, fenditure, crepe o atomi mancanti, ha reso le microfibre di ghiaccio molto più flessibili rispetto al ghiaccio normale. Quando, con uno strumento microscopico, gli scienziati hanno provato a spingere il filamento da un'estremità, il ghiaccio si è piegato come uno spaghetto, per poi ritornare com'era, come se niente fosse.

Sensori anti-inquinamento. Le microfibre di ghiaccio, come quelle di vetro, trasmettono in modo efficiente la luce per tutta la loro lunghezza: quando Tong ha provato a inviare un fascio di luce visibile a un'estremità del filamento, il 99% di essa è arrivata al capo opposto.

In futuro, se i superpoteri del ghiaccio saranno confermati, il materiale potrebbe essere usato nelle telecomunicazioni. Oppure, per monitorare l'inquinamento: poiché le particelle inquinanti si attaccano naturalmente ai cristalli di ghiaccio in atmosfera, e alterano il modo in cui riflettono la luce, studiando come si propaga la luce in una microfibra di ghiaccio sistemata - poniamo - a Milano, si risalirà facilmente al grado di inquinamento di quella città.

27 luglio 2021 Elisabetta Intini
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