Uma equipe internacional liderada pelo Instituto Coreano de Pesquisa em Padrões e Ciência (KRISS) identificou a 21ª fase sólida da água, batizada de Gelo XXI. O material foi gerado à temperatura ambiente, mas exigiu compressão de 2 gigapascals (GPa), pressão cerca de 20 000 vezes superior à atmosférica ao nível do mar. Os resultados foram divulgados na revista Nature Materials.
Como o Gelo XXI foi produzido
Para contornar cristalizações indesejadas observadas em experimentos convencionais, os pesquisadores utilizaram uma célula de bigorna de diamante dinâmica (dDAC). Diferentemente dos dispositivos tradicionais, o novo equipamento comprime a amostra em apenas 10 milissegundos, reduzindo choques mecânicos e permitindo explorar faixas de pressão que, até então, inviabilizavam a formação de estruturas estáveis.
Ao ser supercomprimida por esse breve intervalo, a água entrou na região típica do gelo VI — fase conhecida desde a década de 1930 — mas reconfigurou a rede cristalina para um arranjo inédito. A célula unitária do Gelo XXI é extensa e complexa, exibindo formato retangular achatado com lados de base iguais. Essa arquitetura distingue a nova fase de todas as 20 já catalogadas.
Propriedades que chamam atenção
De acordo com os dados do KRISS, a densidade do Gelo XXI se aproxima da encontrada em camadas internas de luas como Europa, de Júpiter, e Encélado, de Saturno. Estudos planetários apontam que, nesses ambientes, o gelo é submetido a pressões de múltiplos gigapascals, semelhantes às reproduzidas em laboratório.
Outro ponto relevante está na estabilidade térmica. Embora a nova fase exista à temperatura ambiente, ela só permanece íntegra enquanto a pressão extrema é mantida. Quando a compressão diminui, a estrutura relaxa e retorna a formas de gelo menos densas.
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Segundo especialistas em geofísica, reproduzir condições de alta pressão ajuda a compreender a dinâmica de corpos gelados do Sistema Solar. Relatórios indicam que oceanos subterrâneos podem estar aprisionados sob grossas camadas de gelo em Europa e Encélado. Conhecer as fases sólidas possíveis auxilia na modelagem da circulação de calor, do transporte de nutrientes e, por consequência, da potencial habitabilidade nesses mundos.
Além disso, o Gelo XXI amplia o catálogo de dados experimentais usados em simulações de evolução planetária. Cada nova estrutura permite recalibrar modelos de densidade, elasticidade e condutividade térmica, parâmetros essenciais para missões que investigam a possibilidade de vida em ambientes extremos.
Imagem: New Africa
Relevância para materiais e tecnologia
A descoberta também impacta a pesquisa em materiais avançados. Fases densas de gelo servem como análogos para estudar ligações de hidrogênio sob forte compressão, fenômeno relevante em baterias sólidas, armazenamento de hidrogênio e síntese de compostos energéticos. De acordo com dados oficiais do próprio KRISS, o domínio sobre processos que operam em milissegundos abre caminho para experimentos com outros líquidos, potencialmente gerando materiais com propriedades ainda desconhecidas.
Impacto para o leitor
Na prática, entender como a água se comporta sob pressões gigantescas pode resultar em sensores mais resistentes, sistemas de refrigeração eficientes e novos componentes eletrônicos para operar em condições extremas. A curto prazo, o avanço reforça a importância de técnicas ultrarrápidas de compressão; a longo prazo, pode influenciar projetos de exploração espacial e a criação de ligas leves, mas altamente robustas.
Curiosidade
Apesar de o gelo ser onipresente no cotidiano, mais da metade das suas fases sólidas só foi descoberta nos últimos 40 anos. Isso ocorre porque cada estrutura exige combinações específicas de pressão e temperatura raramente encontradas na superfície terrestre. O Gelo XXI, por exemplo, surge em condições semelhantes às registradas sob a crosta de planetas gigantes gasosos, mostrando como um material tão comum ainda guarda segredos profundos.
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