凝胶状冰是有史以来发现的最轻的水

2017-11-17 01:01:11

Kjell Suwardi Linder / Getty By Aylin Woodward我们从冷冻柜中取出的冷冻方块只是17种可能类型的冰中的一种,而第18种类型的冰块并不是真正的一组研究人员现在已经发现了一种多孔的,轻质的“空气” - 冰的气凝胶,如果你愿意的话 - 可以告诉我们更多关于水在极端条件下如何工作的信息在“普通冰”中,水在环境压力下冷却,并且其分子冻结成以六边形排列的固体晶体形式但并不是每种冰都采用这种六边形结构压力和温度都会影响水在分子水平上可以采取的数百万种配置六角冰和我们高层大气中偶尔出现的立方冰,是地球上自然出现的两种形态在系外行星或外行星的大气层中可能会发现其他冰在大气压或更高的压力下,水分子被挤压并冻结成比普通冰更密集的固体但是当压力降到这个以下时,水分子变成了一种密度较小,质量较轻的水晶,它比分子更有空气 - 就像一块结冰的棉花糖到目前为止,我们只知道两种低密度冰:太空富勒烯,它们是普通冰密度的80%;和沸石冰,它们模仿矿物基沸石的结构,但是由乐高塔等水分子构成,并且是普通冰密度的50%到90%但直到现在还没有发现更轻的冰结构 “我们刚刚发现最近有两种低密度冰,但我们根本不了解世界的广度我们需要一个这个新世界的地图,以便通过实验进行探索,“日本冈山大学的Masakazu Matsumoto说他和他的团队使用分子Jenga来寻找这种新型冰,去除并重新配置现有的沸石冰结构,使其更轻他们模拟了300多种不同的纳米级结构,并评估了结构在低压下的稳定性气动在0开尔文附近稳定,随着温度的升高变得更加不稳定他们发现,最不密集的空气可以用水分子的节点和杆状结构建模,这些水分子的作用就像在一个大而通风的宫殿中分隔地面和天花板的柱子 Matsumoto认为通过计算机模拟可以找到更多像这样的冰,但他表示,由于所需的低压,低温条件,在现实世界中制造超低密度冰是很困难的伦敦大学学院的克里斯托夫·萨尔兹曼说,这项工作将帮助我们了解水分子的行为方式 “它给了我们一些追逐的东西现在,这些家伙已经预测了所有这些惊人的结构,我们的下一步将是真正去制造它们,“他说期刊参考:化学物理期刊,DOI:10.1063 / 1.4994757阅读更多:水的量子怪异使生命成为可能更多关于这些主题: