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,所以冰可以以人们所熟悉的 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,它们每种都有自己特的晶体结构,现在又增加了一种名为 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。形式的冰如 VI和 VII已经在地球地幔深处被发现,它们被锁在金刚石内部,类型的冰则可以在行星、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 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 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。本另一个研究小组在另一个单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 XV和 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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