Metalli che si comportano come i fiocchi di neve
Secondo uno studio pubblicato sulla rivista Science, alcuni metalli, se opportunamente trattati, possono formare reticoli cristallini simili a quelli dei fiocchi di neve. I fiocchi di neve sono costituiti da cristalli con molecole d’acqua in determinate posizioni all’interno del reticolo cristallino, e si formano attraverso un processo chiamato nucleazione, in cui le molecole d’acqua si uniscono per creare un cristallo di ghiaccio intorno a un granello di polvere o polline.
L’aspetto sorprendente è che non esistono due fiocchi di neve esattamente uguali. Le condizioni ambientali come temperatura, umidità e concentrazione delle molecole d’acqua nell’aria influenzano la formazione dei cristalli.
Formazione dei fiocchi di neve
I fiocchi di neve si formano nelle nubi che sono sovrassature di umidità, dove il vapore acqueo si trasforma direttamente in ghiaccio senza passare per lo stato liquido, in un processo chiamato brinamento. La dimensione e la forma del fiocco di neve dipendono dalla temperatura e dall’umidità delle nuvole, ma le molecole si organizzano in una struttura esagonale. Dopo la formazione, il cristallo di neve tende a muoversi all’interno della nube, dove ulteriore vapore acqueo si condensa e aumenta le sue dimensioni, di solito lungo gli spigoli.
Le variazioni nelle condizioni di temperatura e umidità possono creare prismi esagonali o strutture ramificate. La forma del fiocco di neve può variare a seconda della temperatura e dell’umidità all’interno della nuvola.
Struttura cristallina dei metalli
Ricerche condotte con l’impiego dei raggi X hanno dimostrato che i metalli sono solidi cristallini. Le strutture cristalline più comuni dei metalli includono la cubica a facce centrate (come l’oro, il rame e il piombo), la cubica a corpo centrato (come il litio, il sodio e il potassio) e la esagonale compatta (come il magnesio).
La scoperta
Un esperimento condotto riscaldando una lega di gallio-zinco a 350°C e lasciandola raffreddare per 10 giorni ha mostrato che lo zinco si è organizzato in nanostrutture esagonali simmetriche simili ai fiocchi di neve nel gallio liquido. Il gallio, noto per il suo basso punto di fusione, può dissolvere molti altri metalli e organizzarsi liberamente allo stato liquido.
Le applicazioni potenziali del gallio e di altri metalli liquidi come il mercurio potrebbero essere oggetto di ulteriori ricerche alla luce di questa scoperta.