Científicos del Instituto Coreano de Investigación de Estándares y Ciencia (KRISS) lograron un descubrimiento histórico: una nueva forma de hielo, denominada Ice XXI, capaz de formarse a temperatura ambiente cuando el agua se somete a presiones extremas. Este hallazgo redefine lo que la ciencia creía saber sobre las fases del agua y los límites de su estructura cristalina.
El equipo, dirigido por el doctor Lee Geun Woo, logró reproducir este fenómeno en condiciones de laboratorio mediante una celda de yunque de diamante dinámica, una herramienta que permite someter pequeñas cantidades de agua a más de dos gigapascales de presión sin alterar su composición. El proceso fue captado en microsegundos con un láser de rayos X del XFEL europeo.
Los investigadores observaron cómo el líquido se congelaba instantáneamente, revelando múltiples rutas de cristalización desconocidas. El resultado fue una estructura sólida completamente nueva, diferente a las veinte fases de hielo ya identificadas por la comunidad científica.
El Ice XXI se distingue por su forma rectangular y su celda unitaria más grande y compleja que las de cualquier otro tipo de hielo conocido hasta hoy.
Una nueva frontera en la física del agua
El descubrimiento del Ice XXI demuestra que el agua aún guarda secretos bajo condiciones extremas. Tradicionalmente, el hielo se forma por enfriamiento, pero este experimento probó que también puede surgir por compresión pura, sin necesidad de bajas temperaturas. En ese proceso, las moléculas se reordenan en patrones inéditos que modifican sus propiedades físicas.
Los investigadores señalaron que el fenómeno ocurre a presiones más del doble de las que se creían necesarias para inducir la cristalización. Esto sugiere que el comportamiento del agua en el interior de planetas y lunas heladas podría ser más diverso de lo pensado, con posibles implicaciones para la ciencia planetaria y el estudio del origen de la vida.
Según la doctora Lee Yun-Hee, coautora principal del estudio, “la densidad del Ice XXI podría ser comparable a la de las capas heladas que existen dentro de los satélites de Júpiter y Saturno. Este tipo de estructuras nos ayuda a entender cómo se forman los océanos ocultos del sistema solar”.
El hallazgo abre una nueva etapa en la investigación de materiales bajo alta presión y promete aplicaciones en ciencia de materiales y criogenia avanzada.
Un logro posible gracias a la tecnología extrema
El experimento se llevó a cabo gracias a una innovación desarrollada por el propio KRISS: una celda de yunque de diamante dinámica, conocida como dDAC. A diferencia de los métodos tradicionales, esta herramienta puede comprimir una muestra en apenas diez milisegundos, reduciendo al mínimo los choques mecánicos que interfieren con la cristalización.
Esa rapidez permitió registrar en tiempo real el momento exacto en que el agua cambiaba de estado. Los datos obtenidos mostraron patrones de reorganización molecular que hasta ahora habían sido imposibles de detectar con precisión.
El trabajo, publicado en la revista Nature Materials, contó con la colaboración de 33 científicos de Corea del Sur, Alemania, Japón, Estados Unidos y Reino Unido. Juntos, lograron desentrañar una fase del agua que amplía los límites de la física moderna.
Para los autores, este avance no solo expande el conocimiento sobre el agua, sino que demuestra cómo la ciencia puede seguir encontrando sorpresas en el elemento más común y, al mismo tiempo, más misterioso del planeta.
