O gelo pode parecer simples à primeira vista, mas esconde um comportamento surpreendente. Muito antes de começar a derreter, ele já passa por uma transformação silenciosa em sua superfície. Um mistério observado há mais de 170 anos finalmente foi desvendado por pesquisadores da Universidade de Pequim, com o auxílio de inteligência artificial e microscopia de altíssima precisão.

A história desse enigma começa no século 19, quando o físico britânico Michael Faraday percebeu que superfícies de gelo pareciam apresentar uma fina camada “molhada” mesmo em temperaturas muito abaixo de zero. A observação levou à hipótese da existência de uma camada de pré-derretimento, uma película microscópica que surge antes da fusão completa do gelo. Apesar de amplamente aceita, sua estrutura nunca havia sido visualizada em nível molecular.

Agora, em 2025, os cientistas conseguiram observar o fenômeno átomo por átomo. Para isso, combinaram microscopia de força atômica (AFM), capaz de detectar variações mínimas de força na superfície de um material, com algoritmos de aprendizado de máquina treinados a partir de simulações realistas de dinâmica molecular.

Com essa abordagem, foi possível reconstruir pela primeira vez a estrutura atômica da camada de pré-derretimento. O estudo foi publicado na revista científica Physical Review X, uma das mais respeitadas da área.

Os pesquisadores analisaram o gelo em temperaturas extremamente baixas, entre –152 °C e –93 °C. Nesse intervalo, descobriram que o gelo continua sólido, mas sua superfície perde a organização cristalina típica e passa a formar uma camada amorfa. Ela não é totalmente líquida, nem mantém a rigidez do gelo convencional, representando um estado intermediário da matéria.

Segundo os autores, essa camada apresenta forte desordem estrutural, mas ainda conserva características dinâmicas de um sólido. À medida que a temperatura aumenta, ela evolui gradualmente até se tornar água líquida.

A descoberta tem implicações importantes. A camada de pré-derretimento influencia fenômenos como a fricção no gelo, reações químicas na atmosfera, processos de criopreservação e o comportamento de materiais em ambientes extremos. Além disso, a técnica desenvolvida pode ser aplicada ao estudo de outras superfícies e transições de fase difíceis de observar.

Mais do que explicar como o gelo derrete, a pesquisa mostra como ciência, tecnologia e inteligência artificial podem revelar processos fundamentais da natureza que, por séculos, permaneceram invisíveis.

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