
室温超高压下WhatsApp%E3%80%90+86%2015855158769%E3%80%91hoist%20swivel%20hook首次发现第21种冰相
韩国标准科学研究院研究团队首次在室温、室温首次超高压(超过2吉帕)条件下,超高观测到水在百万分之一秒(微秒)内经历的压下WhatsApp%E3%80%90+86%2015855158769%E3%80%91hoist%20swivel%20hook多重冻结与融化过程,并据此发现了人类已知的发现第21种冰相,命名为“冰XXI”。第种这一成果揭示了此前从未发现的冰相水结晶路径,为理解水在极端环境中的室温首次结构变化提供了新视角。相关论文发表于新一期《自然·材料》杂志。超高
通常,压下水在温度降至0℃以下时会结冰。发现但事实上,第种冰也可在室温甚至高于沸点的冰相温度下形成,因为结晶(液体转变为固体的室温首次WhatsApp%E3%80%90+86%2015855158769%E3%80%91hoist%20swivel%20hook过程)不仅受温度影响,也受压力制约。超高例如在室温下,压下当水受到的压力超过0.96吉帕时,就会发生相变,形成一种称为“冰Ⅵ”的晶体结构。过去一个世纪中,研究人员通过改变温度与压力,已在实验中发现20种不同的冰相结构。然而,在0—2吉帕这一压力区间,水的相变最为复杂,超过10种冰相密集存在,结构极为多样。
研究团队利用自主研制的动态金刚石对顶砧(dDAC),首次在室温下生成了“超压缩液态水”,即在超过2吉帕的压力下仍保持液态的水。这一压力是已知结晶压力的两倍以上。dDAC装置利用压电驱动,可在毫秒级时间内均匀加压,避免传统设备因机械扰动引发的结晶误差。团队利用微秒级时间分辨率实时捕捉结晶过程,观察到水在极端压力下出现了复杂的多重结晶路径。
实验结果显示,在这些快速相变中,水会经历此前未被发现的过渡结构,并最终形成一种全新的冰相,即冰XXI。这种新冰具有异常庞大而复杂的晶胞结构,其晶格单元呈扁平矩形,形态独特,与此前所有已知冰相显著不同。
冰XXI的密度与木星、土星冰卫星内部的高压冰层相近,这一发现可能为研究极端条件下生命起源提供新线索。研究团队表示,未来将进一步探索超高压下水与冰的相变规律,为开发新型材料、理解行星内部物质演化提供科学依据。
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