Er moeten ijskristallen bestaan die een kwart lichter zijn dan het huidige record. Alleen zijn ze nogal moeilijk te maken, blijkt uit simulaties die zijn uitgevoerd aan de University of Nebraska-Lincoln.

Als het echt blijkt te bestaan, zou ‘s-III ijs’ de achttiende bekende kristalstructuur van vast H₂O zijn.

In Science Advances presenteerden Xiao Cheng Zeng en collega’s zojuist de structuur, die op papier wordt gevormd bij een negatieve druk. Dat is minder ondenkbaar dan het lijkt: het gebeurt wanneer een systeem expandeert, bijvoorbeeld als gevolg van cavitatie. Maar het maakt gecontroleerde synthese in het lab wel heel erg lastig.

Om precies te zijn gaat het om een clathraatstructuur, met grote inwendige holtes die in dit geval de vorm hebben van grote icosihexaëders en kleinere decaëders (respectievelijk 26- en tienvlakken, dus). Bij clathraten bevatten die holtes gewoonlijk andere moleculen, bijvoorbeeld methaan, die het geheel stabiliseren. Volgens de onderzoekers is dat waarschijnlijk ook de enige manier om de nieuwe structuur te synthetiseren, waarbij je de in te sluiten moleculen precies op maar zou moeten maken.

De berekeningen suggereren echter dat het clathraat ook stabiel moet kunnen zijn zonder die ‘gastmoleculen’ er in. Om die ‘lege’ lichtgewichtvorm te laten overheersen heb je bij kamertemperatuur echter een negatieve druk nodig van iets van -3500 bar.

Mocht het ooit toch lukken om deze lege vorm te synthetiseren, dan stellen de onderzoekers voor om het ‘ijs-XVII’ te noemen. Niet ijs-XVIII, want dankzij een vergissing in een ver verleden bestaan er twee vormen van ijs-I.

bron: University of Nebraska-Lincoln