Ghiaccio IX

Ghiaccio-Nove è un romanzo di Kurt Vonnegut del 1963. Ma intanto che cos’è questo ghiaccio IX? Come avviene per la maggior parte delle sostanze, quando l'acqua solidifica, a seconda delle condizioni di temperatura e pressione, essa può organizzare la propria struttura cristallina secondo differenti geometrie, ovvero disporre gli elementi che costituiscono la struttura cristallina in modi spaziali diversi; il fenomeno è detto polimorfismo. L’acqua che a pressione atmosferica raggiunge la temperatura di 0 °C solidifica in una forma chiamata ghiaccio I, che consiste in una serie di anelli esagonali: si tratta del ghiaccio con cui abbiamo a che fare di norma. In diverse condizioni di temperatura e pressione, l’acqua solidifica in altre forme, che si differenziano per la loro organizzazione strutturale.

Le idee scientifiche alla base di questo romanzo vengono dal fatto che da giovane Vonnegut aveva frequentato la facoltà di Chimica alla Cornell University: quando aveva scritto il romanzo non era ancora stata scoperta una nona fase cristallina dell’acqua solida, per cui risultava come qualcosa di fantascientifico. A oggi sono state invece identificate per l’acqua fino a 13 fasi cristalline (ovvero che hanno una struttura ordinata e regolare), oltre a tre fasi metastabili (in non-equilibrio, cioè temporaneamente stabili) e una di solido amorfo (priva di struttura ordinata e regolare).

Nel romanzo Vonnegut descrive anche quello che viene chiamato germe cristallino: la formazione di una struttura cristallina comincia da una piccola frazione della sostanza, che dal liquido inizia a ordinarsi e organizzarsi nel solido, mentre diminuiscono le possibilità di movimento e si rafforzano i legami che tengono assieme gli elementi che compongono la struttura. Per ottenere questo risultato, bisogna però prima superare dei limiti energetici, in termini termodinamici (calore e ordine) e poi cinetici (velocità di formazione). Quando le condizioni termodinamiche vengono soddisfatte, una piccola frazione della sostanza inizia a organizzarsi in modo da formare la struttura del solido; dopodiché è solo una questione di cinetica, ovvero bisogna superare una barriera di energia (un po’ come spingere una palla sopra di un dosso) perché il processo vada a compimento: una volta che ci si è riusciti, il germe è formato. A questo punto esso può "guidare" il resto della sostanza ampliando il cristallo, la cui formazione risulta ora facilitata: in poche parole, il germe “dà il La” alla cristallizzazione. Una tecnica per ottenere un cristallo più velocemente è infatti quella di aggiungere alla soluzione un cristallo della sostanza già preformato.

Vonnegut racconta quindi che se nell’acqua venisse messo un cristallo di ghiaccio IX, che nel suo romanzo uno scienziato è riuscito a ottenere, allora cristallizzerebbe all'istante in ghiaccio IX. Questo invece è totalmente fantasioso: se le condizioni termodinamiche sono quelle relative alla formazione del ghiaccio I, non c’è storia che tenga: si formerà ghiaccio I, che ingloberà all’interno della sua struttura i cristalli di ghiaccio IX come difetto cristallino (anzi, è probabile che alla fine quel po' di ghiaccio IX si converta in ghiaccio I). Vonnegut dice anche che il ghiaccio IX è estremamente pericoloso per ogni forma di vita: basterebbe assumerne anche solo una piccola dose perché l'acqua che permea i tessuti cristallizzi all'istante in ghiaccio IX, portando a una rapida morte. Anche questo è fantasioso: nessun cristallo ha la capacità di far solidificare all'istante la sua forma liquida: dipende sempre dalle condizioni di temperatura e pressione. Insomma, se nella realtà mangiassimo del ghiaccio IX, non ci capiterebbe proprio niente.
Fino qui Vonnegut aveva usato delle corrette basi scientifiche, ma ora non più; il fatto è che alla fine non completò mai i suoi studi come chimico: tornato a casa dalla Seconda Guerra Mondiale, si iscrisse infatti alla facoltà di antropologia dell’Università di Chicago.
In ogni caso è importante fare attenzione a eventuali polimorfi, per esempio nel campo farmaceutico: le proprietà termodinamiche sono diverse, per cui può cambiare il tempo che il farmaco impiega a disciogliersi. Per esempio, se si trattasse di un farmaco assunto per via orale con una limitata gastroresistenza, si potrebbe rischiare di limitarne l'assorbimento, quindi è fondamentale fornire il farmaco nel corretto polimorfo, in modo da essere sicuri di tempi e dosaggi di somministrazione.

Nel romanzo il ghiaccio IX rappresenta un serio pericolo, perché se ne cadesse anche solo un po' nel mare, tutta l’acqua del nostro pianeta verrebbe convertita in questa forma. Questa trovata è stata di certo suggerita a Vonnegut da un episodio di quegli anni, piuttosto celebre nel mondo accademico. Un gruppo di ricercatori russi aveva annunciato con grande enfasi al mondo scientifico di aver fatto una scoperta senza precedenti: la polywater, il polimero dell’acqua. Si trattava di una sostanza che avrebbe polimerizzato irreversibilmente le molecole d'acqua con cui veniva a contatto, trasformandola in questa diversa forma: si temeva perciò che se inavvertitamente ne fosse finita in mare, avrebbe polimerizzato l’acqua dell’intero pianeta, causando un disastro ecologico senza precedenti. Venne poi fuori che quello che era stato scambiato per quell’assurdità chimica era in effetti della semplice acqua, solo contaminata da diverse sostanze, tra cui la loro stessa epidermide: quei ricercatori non avevano seguito con scrupolo le procedure di trattamento dei campioni da analizzare e li avevano contaminati, facendo così una gran bella figuraccia.