Cientistas Congelam Água com Calor

Imagine a água congelando sólida mesmo quando está aquecendo. Estes são os truques bizarros que os cientistas agora descobrem que a água é capaz de.

A crença popular afirma que a água congela a 32 graus Fahrenheit (0 graus Celsius). Surpreendentemente, se a água estiver numa garrafa lisa e livre de qualquer poeira, ela pode ficar líquida até 40 graus negativos (menos 40 graus Celsius) na chamada forma “super refrigerada”. O pó e as superfícies ásperas com as quais a água é normalmente encontrada em contato com a natureza podem servir como os grãos em torno dos quais se formam os cristais de gelo.

Agora o pesquisador Igor Lubomirsky do Instituto Weizmann de Ciências em Rehovot, Israel, e seus colegas descobriram outra maneira de controlar o ponto de congelamento da água – através do que são chamados de filmes finos piroelétricos quase amórficos. Estas superfícies mudam sua carga elétrica dependendo da temperatura.

Quando as superfícies piroelétricas são carregadas positivamente, a água torna-se mais fácil de congelar, e quando têm uma carga negativa, torna-se mais difícil congelar.

Os pesquisadores viram que a água super-resfriada pode congelar enquanto está sendo aquecida, desde que a temperatura mude a carga superficial também. Por exemplo, quando a água super-refrigerada está sobre uma superfície de tantalato de lítio carregada negativamente, ela congelará imediatamente quando a superfície for aquecida a 17,6 graus F (menos 8 graus C) e sua carga mudar para positiva.

Curiamente, superfícies com carga positiva inspiram a água super-refrigerada a congelar de baixo para cima, enquanto superfícies com carga negativa causam o congelamento de cima para baixo. Isto provavelmente tem a ver com a forma como as moléculas de água se orientam – os átomos de oxigênio carregados negativamente nas moléculas de água apontam naturalmente para superfícies com carga positiva, enquanto o inverso é verdadeiro com átomos de hidrogênio.

“A diferença entre a carga positiva e negativa foi inesperada”, disse Lubomirsky.

A capacidade de controlar melhor a temperatura de congelamento da água super refrigerada poderia ser crítica para uma variedade de aplicações, incluindo a sobrevivência de animais de sangue frio, a criopreservação de células e tecidos, a proteção das culturas contra o congelamento e a capacidade de compreender e desencadear a formação de nuvens.

Os cientistas detalharam suas descobertas na edição de 5 de fevereiro da revista Science.

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