IJskristal

IJskristallen onder de microscoop

Een ijskristal is een deeltje ijs. Het deeltje ziet er regelmatig en helder uit.

Hoe ontstaan ijskristallen?

Wolken bestaan uit ijskristallen en waterdruppels. IJskristallen ontstaan in lucht die koud is en waar veel water in zit. IJskristallen ontstaan doordat watermoleculen zich vastplakken aan stofdeeltjes die in de lucht zweven. Er zijn verschillende stofdeeltjes waaraan de watermoleculen vastplakken: zout, zand, klei, vulkanisch as, stof die uit fabrieken komt. IJskristallen ontstaan als het -4 tot -15 graden Celsius is in de lucht. Sneeuw ontstaat als ijskristallen aan elkaar vastplakken.

Waarom zijn ijskristallen zeshoekig?

IJskristallen hebben een zeshoekige vorm, maar hoe komt dit eigenlijk? Een ijskristal bestaat uit watermoleculen. Een molecuul is het kleinste deel van van een bepaalde stof dat nog de kenmerken van die stof heeft. In dit geval is die stof water. Als ijskristallen ontstaan gaan de watermoleculen zich verdelen in groepjes zes. Zo ontstaat er een soort van patroon. Hierdoor wordt de vorm van de ijskristallen ook meteen zeshoekig. Hoe een ijskristal er precies uitziet, heeft te maken met drie dingen:

• Luchtvochtigheid: Hoeveel vocht (water) zit er in de lucht?
• Temperatuur: Hoeveel graden is het?
• Luchtdruk: De druk van de lucht op de aarde.

Deze drie dingen hebben invloed op de precieze vorm van het ijskristal. Zo kan het zijn dat het ene ijskristal een iets andere vorm dan een ander ijskristal. Toch blijft de zeshoekige vorm altijd vast staan, met een middelpunt en vanuit daar zes takken (ook wel dendrieten genoemd).

Het ijskristal en de wetenschap

Het ijskristal is misschien wel één van de beste bewaarde geheimen voor de wetenschap. Al eeuwen waren er mensen die ijskristallen onderzochten. Eerst was de vraag waarom ijskristallen eigenlijk zeshoekig waren. Johannes Kepler dacht dat er een soort van bollen dicht op elkaar waren gestapeld, maar hij kon dit niet onderzoeken aangezien er geen materiaal voor was. Later schetste Robert Hooke ijskristallen en nog later maakte Wilson A. Bentley vijfduizend foto's van de ijskristallen.

Nog steeds weten we niet alles over ijskristallen. Vele laboratoria doen er onderzoek naar. De laatste jaren gaat dit steeds sneller. Men beschikt tegenwoordig over klimaatkamers. Hierdoor kan men de omstandigheden bij het onderzoeken van ijskristallen aanpassen. Nu wordt er vooral onderzocht of je de vorm van een ijskristal kunt beïnvloeden. Zo is er ontdekt dat tussen twee laagjes grafeen ook vierkante ijskristallen kunnen ontstaan!