Fulgii de zapada nu sunt nimic altceva decat gheata, insa formele pe care le iau sunt de o complexitate incredibila. Un fulg de zapada se formeaza din combinatia mai multor cristale de gheata. Exista practic un numar infinit de aranjamente posibile.

Kenneth Libbrecht, un profesor de fizica de la California Institute of Technology studiaza formarea fulgilor de zapada, observand diferitele aranjamente care apar in diferite conditii.

"Incerc sa inteleg dinamica formarii cristalelor, pana la nimelul molecular", a pus Libbrecht. "Este o problema foarte complicata, iar cresterea fulgilor de zapada reprezinta un caz particular foarte interesant."

Libbrecht a inceput prin a studia fulgii de zapada in laborator, facand fotografii microscopice pentru a intelege fizica elementara a fiecarui fulg de zapada. "Crescand cristale de zapada in laborator in conditii controlate putem vedea cum apar diferite structuri, in functie de temperatura si umiditatea mediului. Acest comportament poate fi rezumat in 'diagrama morfologica' in care este trecuta forma cristalului in functie de conditii." (Pentru a intelege mai bine conexiunea dintre temperatura si umiditate pe de o parte si forma fulgilor de zapada pe de alta parte, vedeti diagrama.)

Incepand cu 2001, el a inceput sa fotografieze fulgii de zapada naturali. Asa cum se si astepta, a descoperit ca locatia e importanta. "In Fairbanks apar uneori cristale neobisnuite din cauza ca este foarte frig", explica Libbrecht. "In climate mai calde, de pilda New York, se produc in general cristale mai putin spectaculoase."

Din moment ce gheata in general este transparenta, fulgii de zapada trebuie luminati corespunzator pentru a le surprinde frumusetea. "Folosesc diferite tipuri de lumina colorata in asa fel incat structura de gheata functioneaza ca un sistem de lentile foarte complex care refracta lumina in diferite moduri. Cu cat este lumina este mai buna, cu atat fotografiile ies mai interesante". Trebuie sa se miste repede folosind o pensula pentru a pune fulgul de zapada pe studioul sau portabil si sa faca poza. Dupa ce fulgii de zapada au cazut, se opresc din crestere - si in cateva minute de obicei incep sa se topeasca si isi pierd marginile clar definite devenind mai putin interesanti.

Colectia de fotografii a lui Libbrecht poate fi accesata aici.

Fotografiile l-au ajutat pe Libbrecht sa descrie instabilitatea inerenta a cresterii fulgilor de zapada, instabilitate care a scapat altor cercetatori. Aplicand o tensiune electrica unui fulg de zapada care era crescut in laborator, Libbrecht a putut sa analizeze mecanismul de crestere la o scara foarte mica. "Aceste instabilitati sunt o descoperire noua si importanta pentru cresterea cristalelor, insa sunt greu de explicat."

Cunoasterea dobandita in urma studiului fulgilor de zapada poate fi aplicata si in alte domenii care implica condensarea anumitor substante in forme solide. Asemenea domenii includ productia de semiconductori si nanotehnologia. In aceste domenii cercetatorii doresc sa obtina anumite structuri predeterminate cu ajutorul procesului de auto-asamblare spontana a componentelor. Cresterea fulgilor de zapada este un astfel de exemplu de auto-asamblare care apare in mod natural.

RESURSE

O noua nano-tehnologie inspirata din natura

Un pas mai aproape de revolutia nano-tehnologica

Ce sunt lichidele?

ADN-ul folosit in nanotehnologie