Cuando se trata de microfibras, los investigadores ya no necesitarán "romper el hielo". Gracias a un nuevo descubrimiento en nanomateriales, ahora podrán doblarlo.
"Nuestro grupo ha estado trabajando en microfibras de sílice durante 20 años", dice. XinGuo, científico óptico de la Universidad de Zhejiang en China y uno de los autores del estudio publicado en Science. Ahora, su equipo se ha convertido en el primero en cultivar microfibras de hielo flexibles que puede plegarse sobre sí mismo, sin romperse.
La creación de un hielo flexible y "elástico"
Se sabe que el hielo es una sustancia frágil, principalmente debido a imperfecciones en la estructura de sus cristales. La ciencia aún no comprende completamente lo que sucede a nivel molecular cuando el hielo se convierte en agua y viceversa. Las propiedades ópticas de las nuevas microfibras de hielo ultraelásticas podrían acercar la comprensión de los fenómenos que las afectan materiales.
el experimento
Los investigadores crearon las microfibras enfriando una aguja de tungsteno (de un solo átomo de espesor, el objeto más afilado jamás creado) en una cámara especial a unos -60 grados Fahrenheit. Luego usaron un campo eléctrico para atraer vapor de agua a la punta de la aguja. Cuando el vapor se congeló, formó una microfibra de aproximadamente 5 micrómetros de diámetro y aproximadamente 1 milímetro de longitud. En este punto, el equipo bajó la temperatura aún más entre -94 grados y -238 grados Fahrenheit. Cuando intentaron doblarlo, descubrieron que su experimento había funcionado.
La fibra resultante podría doblarse hasta una deformación máxima del 10,9%, mucho más que el hielo normal, y al mismo tiempo volver a su forma original.
Es como magia. Normalmente no tenemos cristales de hielo perfectos. Ahora tenemos una especie de microfibra con un carácter muy uniforme.
Limin Tong, Universidad de Zhejiang
¿Qué puede hacer el hielo flexible?
Los investigadores enviaron luz a través de esta microfibra de hielo, que es muy clara, y descubrieron que funciona tan bien como la fibra óptica. Es más: esta fibra también podría usarse en la detección de virus u otros microbios; Al colocar organismos diminutos en microfibras y guiar la luz a través de ellas, podemos aprender más sobre la concentración, densidad o tipos de microbios que pueden estar presentes.
En el futuro, el equipo también trabajará en la construcción de sensores compatibles con hielo flexible. Por supuesto, esta fibra se derrite a alrededor de 14 grados Fahrenheit, lo que significa que puede no ser útil en muchas situaciones. "Esta es una temperatura muy popular en los laboratorios", dice Tong, "y también en algunos tipos de helado". Pero los investigadores en las regiones polares, o en el espacio, pueden estar haciendo uso de él debido a las bajas temperaturas inherentes.
Quizás lo más importante es que la luz que brilla a través de estas fibras congeladas podría ayudar a los investigadores a estudiar qué sucede cuando el hielo cambia de fase. Dado que se puede lograr un cambio de fase simplemente doblando la microfibra, esto podría revelar más sobre cómo se forman los cristales de hielo, por qué se forman de esa manera y qué moléculas están involucradas.
Por ahora, el siguiente paso es determinar si puede hacer microfibras de hielo más largas. Te mantendré al tanto.
