Новый тип льда, имеющий необычные свойства, создали ученые
Ученые добились создания новой формы льда, сжав воду между двумя алмазами: этот лёд остаётся твёрдым даже при комнатной температуре. Новую фазу, получившую название "Лед XXI", сформировали под чрезвычайно высоким давлением.
Об этом сообщает портал Live Science.
Обнаружение произошло с помощью крупнейшего в мире Европейского рентгеновского лазера на свободных электронах. Исследователи выяснили, что при сжатии вода переходит из состояния высокой плотности в еще более плотное.
Лед известен в 20 различных фазах, обозначаемых римскими цифрами от I до XX. Недавно ученые открыли ранее неизвестную 21-ю фазу льда. Обычный замороженный лед, с которым мы сталкиваемся ежедневно, относится к фазе "Лед I", тогда как, например, на Нептуне существует "Лед XVIII". Разные температуры и давления способны формировать различные фазы водяного льда.
Для образования обычного льда воду достаточно заморозить при 0 °C, однако у льда нет единственной молекулярной структуры. Благодаря особенностям молекулярного строения воды, где атомы водорода могут располагаться в разных кристаллических и аморфных состояниях, замороженная вода может существовать в разнообразных твердых фазах.
Ученые открыли новую форму льда, получившую название "Лед XXI". Его кристаллическая структура тетрагональна и состоит из крупных повторяющихся блоков по 152 молекулы воды, что делает его уникальным среди всех известных фаз льда.
Ранее исследователи изучали, как вода превращается в лед при низких температурах, когда молекулы движутся медленно, что позволяет формироваться множеству различных фаз. При более высоких температурах, когда молекулы обладают большей кинетической энергией, разнообразие льда оказывается ограниченным.
В новом эксперименте ученые изучили пути превращения воды в лед при комнатной температуре (около 22 °C). Вода была сжата между двумя алмазами под давлением, в 20 000 раз превышающим атмосферное. Молекулы воды уплотнялись настолько, что образовалась твердая структура, сохраняющаяся при обычной температуре. Рентгеновский лазер позволил проследить изменения кристаллической структуры в процессе сжатия.
Такую воду называют сверхсжатой: она метастабильна, то есть остается в стабильном состоянии некоторое время. Благодаря экстремальному давлению лед формируется при обычной температуре, но молекулы воды располагаются значительно плотнее, чем в привычных формах льда.
Исследователи считают, что открытие "Льда XXI" указывает на возможность существования других, пока неизвестных фаз льда на ледяных планетах и спутниках. Это исследование расширяет перспективы для изучения состава ледяных тел в Солнечной системе.
Ранее "Курсор" писал, что новая форма льда является аморфной. В отличие от обычного кристаллического льда, где молекулы выстроены в упорядоченную структуру, в аморфном льду они расположены хаотично, напоминая жидкое состояние.
