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科学家确认第19种类型的冰的晶体结构

2021-02-20 09:02:05 整理发布   转载来源:cnBeta.COM  

据外媒报道,由于原子在材料中有多种不同的排列方式,所以冰可以以比人们所熟悉的ice I的更多形式存在。实际上,科学家们已经将18种不同类型的冰分为了一类,它们每种都有自己独特的晶体结构,现在又增加了一种名为ice XIX的类型...《科学家确认第19种类型的冰的晶体结构

据外媒报道,由于原子在材料中有多种不同的排列方式,所以冰可以以比人们所熟悉的ice I的更多形式存在。实际上,科学家们已经将18种不同类型的冰分为了一类,它们每种都有自己独特的晶体结构,现在又增加了一种名为ice XIX的类型。

Ice I指的是我们在地球上看到的形成冰和雪的冰,是大家在我们星球表面--除了实验室意外--唯一找到的一种冰类型。其他形式的冰如ice VI和ice VII已经在地球地幔深处被发现,它们被锁在金刚石内部,其他类型的冰则可以在其他行星、卫星或太空中发现。

这些不同类型的冰在不同压力和温度下形成,不同条件意味着氧原子、氢原子和水分子不同的排列方式。来自奥地利因斯布鲁克大学的科学家们对这一过程进行了多年的实验,对通常在高压下形成的ice VI的过程进行了调整以观察结果。

几年前,科学家通过减缓冷却过程和进一步增加压力取得了突破。这种方法可以形成不同类型的冰,其以不同的氢原子排列方式为特征。

“我们当时发现了明确的证据证明它是一种新的有序变体,但我们无法阐明晶体结构,”这项研究的论文作者Thomas Loerting说道。

之后,Loerting和他的同事们继续研究这种被称为ice XIX的新形式冰,现在他们已经通过一种称为中子衍射的技术确认了它的晶体结构。该团队将这比作大海捞针,他们必须在数千个候选晶体中进行分类然后才能找到正确的晶体结构。日本另一个研究小组在另一个单独的实验中也证实了这点。

这可能是科学家确认的第19种类型的冰,但这一发现预示着一个重要的第一次。研究人员发现,Ice XIX跟XV有着一些惊人的相似之处,尽管氢原子的排列方式不同但它们的氧晶格却是相同的。研究人员称,这使得ice XV和ice XIX成为了冰物理学中第一对兄弟。

Loerting表示,这也意味着,人类首次可以在实验中实现两种有序冰形式之间的转换。


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