Einem internationalen Forscherteam ist es erstmals gelungen, Eiskristalle mit einer flachen, quadratischen Form zu erschaffen, die noch nie zuvor beobachtet werden konnte. Bisher kannten Wissenschaftler rund 15 Kristallstrukturen von Wasser. Natürlicherweise erstarrt es aber in aller Regel hexagonal, indem sich je sechs Wassermoleküle in regelmäßigen Mustern zusammenschließen. Diese Struktur sorgt auf makroskopischer Ebene schließlich für die unverkennbare Form von Schneeflocken.

Um diese Formenvielfalt nun zu erweitern, quetschten die Wissenschaftler winzige Wassermengen zwischen zwei Schichten aus Graphen ein, die gerade einmal ein einziges Kohlenstoffatom dick waren und es dem Team so erlaubten, die Vorgänge im Inneren mit Hilfe eines Elektronenmikroskops zu beobachten. Da die Graphenschichten sich stark anziehen, wenn sie nah genug zusammengebracht werden, konnten die dabei wirkenden Van-der-Waals-Kräfte genügend hohe Drücke erzeugen, um das Wasser selbst bei Raumtemperatur kristallisieren zu lassen – in diesem Fall eben in der bisher unbekannten, sauberen Quadratstruktur.

Anhand von Computermodellen stellten die Forscher außerdem die Theorie auf, dass solche quadratischen Eiskristalle auch ohne Graphen in der Natur vorkommen könnten. Wenn die Wasserschicht dünn genug ist, sollte die exakte chemische Zusammensetzung des Umgebungsmaterials keine Rolle spielen, so die Wissenschaftler. Demnach wäre vorstellbar, dass Wasser auf diese Weise in Nanoporen und mikroskopisch kleinen Rissen kristallisiert. Damit könnte die Erkenntnis beispielsweise helfen, die Bewegungen von Wassermolekülen innerhalb von Zellmembranen oder Kapillaren besser zu verstehen.