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科学家创造了地球上从未见过的奇异的新冰形式
冰有多种形式，超出了标准冰箱中生产的普通物质
来源:科学美国人2026 年 1 月 23 日
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探索冰的隐藏复杂性的科学探索
冰有多种形式，超出了标准冰箱中生产的普通物质
作者：Meghan Bartels 编辑：Sarah Lewin Frasier
MaximGurtovoy/Getty Images
很有可能，你所有与冰冻水的接触——也许是在冬天泥泞的街道上跋涉，或者在夏天喝点清凉的柠檬水——都被限制在一种被称为 Ih 的冰结构形式中，其中 h 指的是其晶格的六角形性质。但冰的作用远不止于此。
一个多世纪以来，科学家们一直在努力将冰推向极端条件，逐渐创造出更加奇特的结构——迄今为止，他们已经制造出了 20 多种晶体形式，事实上，我们在有生之年不可能经历过其中任何一种。
“水是一个美丽、优雅的系统，始终表现出新颖、非凡的行为，”拉斯维加斯内华达大学物理化学家 Ashkan Salamat 说道。 “对于如此简单的事情来说，它具有美丽的复杂性。”
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所有这些奇特的冰——以及我们更常见的冰，以及水和蒸汽——的核心都是同一个分子：H2O，一个氧原子，两侧是氢原子，形成 104.5 度的角度。在每一种冰中，H2O分子都会相互作用，在不同分子中的一个氧原子和一个氢原子之间形成称为氢键的弱连接。这些氢键的不同排列可以将冰的晶体结构塑造成各种构型，从六方棱柱到立方晶格，再到不太熟悉的晶格系统，例如菱形和四方晶格。