De minimumtemperatuur waarbij in theorie nog vloeibaar water kan bestaan ligt rond de 48 graden onder nul. Dat claimen Valeria Molinero en Emily Moore (University of Utah) in Nature, op basis van computersimulaties.

Het gaat dan uiteraard om een metastabiele vloeibare toestand. Beneden de 0 graden Celsius is de vaste vorm (ijs dus) stabieler. Maar om het kristallistieproces op gang te brengen is een kiem nodig. Heel zuiver water, dat geen kiemen bevat, kan soms bij verrassend lage temperaturen vloeibaar blijven.

Het experimentele record ligt bij -41 graden. Beneden die waarde gaat het kristallisatieproces zo hard dat je aan de vloeibare fase geen metingen meer kunt doen. Maar dat betekent nog niet dat die fase er ook zeker niet meer is.

Om het echte minimum te vinden, hebben Molinero en Moore hun toevlucht gezocht tot een simulatie van 32.768 watermoleculen in een kubus. Daar kwam uit dat die moleculen bij dalende temperatuur steeds meer de neiging krijgen om zich met telkens 4 sooortgenoten te omringen. Dit levert een amorfe toestand op die qua structuur sterk doet denken aan glas. Malinero spreekt zelf van ‘intermediate ice’.

Zo rond de -48 graden lijken deze processen zo snel te gaan dat eventueel nog resterend vloeibaar water niet eens metastabiel meer is te noemen. Het is verdwenen voordat het de tijd heeft om een evenwichtstoestand te bereiken. Vandaar dat dit volgens de onderzoekers de ondergrens voor vloeibaar water zou moeten zijn.

bron: University of Utah