مکعب‌های یخ‌زده‌ای که ما از فریزرهایمان درمی‌آوریم، فقط یکی از ۱۷ نوع یخ هستند و به تولید واقعی نوع ۱۸م خیلی نمانده است. گروهی از محققان امروزه یک نوع “یخ هوا” که متخلخل و سبک وزن است، کشف کرده‌اند – ژل هوا – که اطلاعات بیشتری در مورد چگونگی عملکرد آب در شرایط غیرعادی، به ما می‌دهد.
در “یخ طبیعی”، آب در فشار محیط خنک می‌شود و مولکول‌های آن به شکل کریستالی جامد که در شکل شش ضلعی قرار دارند، یخ می‌زنند.
اما اینطور نیست که تمام انواع یخ ساختار شش ضلعی بگیرند. فشار و دما هر دو روی میلیون‌ها پیکره‌بندی که آب در سطح مولکولی می‌تواند بگیرد، تاثیر می‌گذارند. یخ شش ضلعی و یخ مکعبی که معمولاً در اتمسفر فوقانی ما قرار دارند، تنها اشکالی هستند که به صورت طبیعی در کره زمین پیدا می‌شوند. سایر یخ‌ها ممکن است بر روی سیارات خارج منظومه‌ی شمسی و یا در اتمسفرهای سیارات دیگر پیدا شوند.
تحت فشار جو و یا بالاتر از آن، مولکول‌های آب فشرده می‌شوند و به حالت جامدی که فشرده‌تر از یخ طبیعی است، می‌رسند. اما هنگامی که فشار به این مقدار افت می‌کند، مولکول های آب تبدیل به بلو‌رهای کم وزن و سبک می‌شوند که بیشتر آن را هوا تشکیل می‌دهد؛ مانند پشمک.
تا کنون، ما تنها دو نوع یخ کم چگال شناخته‌ایم: فولرئن فضایی، که ۸۰ درصد از چگالی یخ طبیعی است. و یخ زئولیتی که ساختار زئولیت‌های معدنی را تقلید می‌کند، اما از بلوک‌های مولکول‌های آب مانند برج‌های لگو ساخته‌شده و بین ۵۰ تا ۹۰ درصد چگالی یخ طبیعی را دارند. اما یخ‌های سبک‌ترتاکنون مشخص نشده‌اند.
ستون‌های مولکولی
Masakazu Matsumoto از دانشگاه Okayama ژاپن می‌گوید:
ما اخیراً به وجود دو نوع یخ کم حجم پی برده‌ایم اما در مورد گستردگی انواع آن اطلاعات چندانی نداریم. به همین دلیل به یک نقشه از این دنیای جدید نیاز داریم تا بتوانیم آن را آزمایش کنیم.
او و تیمش بازی Jenga را با مولکول‌ها با حذف و بازسازی سازه‌های موجود در یخ انجام دادند تا آن‌ها را سبک‌تر کند. آن‌ها بیش از ۳۰۰ ساختار مختلف در مقیاس نانو شبیه‌سازی کردند و ساختارهای پایدار را تحت فشار کم قرار دادند. “یخ هوا “در نزدیکی ۰ کلوین پایدار بود و دمای آن افزایش یافت.
مقاله مرتبط:۵ علت كه چرا آب ويتامينه ايده‌ى خوبى نيست
آن‌ها دریافتند که آرایشی با کمترین تراکم را می توان با یک گره و پیکربندی از مولکول‌های آب مدل سازی کرد، که مانند ستون‌های جدا کننده زمین و سقف در یک کاخ بزرگ عمل می‌کنند.
Matsumoto معتقد است که از طریق شبیه‌سازی‌های کامپیوتری می توان یخ‌های بیشتری یافت، اما او می‌گوید که با توجه به شرایط دما و فشار کم مورد نیاز، ساخت یخ‌هایی با چگالی بسیار کم، دشوار خواهد‌بود.
Christoph Salzmann از دانشگاه کالج لندن معتقد است این کار به ما کمک خواهد کرد به چگونگی عملکرد مولکول‌های آب پی ببریم:
این چیزی است که به ما سوژه‌ای برای دنبال‌کردن می‌دهد اکنون که این حجم ازسازه‌های شگفت‌انگیز پیش ینی شده، قدم بعدی برای ما این است که آن‌ها را بسازیم.
