世界上最大的 X 射线激光发现了前所未见的在室温下呈固态的冰

研究人员揭开了 XXI 冰的面纱,这是一种新型冰,在室温下承受巨大压力时呈固态。

来源:LiveScience

科学家们在两颗钻石之间挤压水,创造出一种在室温下呈固态的全新形式的冰。

这种冰被命名为“ice XXI”,是当水受到极端压力而变得亚稳态时形成的——这是一种不稳定的状态,只要最轻微的干扰就会使其物理不稳定。

研究人员通过在两颗钻石之间超压缩水来制造冰 XXI,并使用世界上最大的 X 射线激光器欧洲 X 射线自由电子激光器 (XFEL) 对其进行检测。研究小组发现,超压缩水在结构上从高密度状态转变为极高密度状态。

根据 10 月 10 日发表在《自然材料》杂志上的这项研究,这一发现可能会对太空探索产生影响,为外星世界可能形成冰开辟新的途径。

自然材料

“我们的研究结果表明,可能存在更多的高温亚稳态冰相及其相关的转变路径,这可能为了解冰卫星的组成提供新的见解,”该研究的合著者、德国电子同步加速器研究中心的博士后研究员 Rachel Husband 在一份声明中表示。

雷切尔丈夫 声明

Ice XXI,罗马数字中的数字 21,是已知的第 21 个冰相 - 其他包括冰 XIX 的四面晶体和星热超离子冰。由于其分子结构,水可以以多种固相形式存在,其双管齐下的氢原子冻结成不同的晶体和无定形结构。

四面冰晶体 XIX 超离子冰

科学家们通过在低温下向水施加压力(此时分子速度较慢)发现了许多水-冰转变途径,但他们预计在较高温度下(此时分子具有更多动能)冰的多样性会减少。

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