Прошел эксперимент и показал нечто: ученые нашли 21-ю форму льда

Ученые обнаружили новую форму льда, получившую название лед XXI. Исследование, опубликованное в журнале Nature Materials, расширяет представления о свойствах воды и может быть важным для физики, химии, материаловедения и планетологии.

Работу провела международная группа исследователей, среди которых Йонг-Дже Ким и Эрл О’Баннон из Ливерморской национальной лаборатории имени Лоуренса. Специалисты изучали, как вода ведет себя при экстремальном сжатии при комнатной температуре.

В ходе эксперимента небольшую каплю воды поместили между двумя алмазами и подвергли сверхвысокому давлению. Для этого использовали динамическую алмазную наковальню, позволяющую сжимать образцы до экстремальных значений.

Наблюдать за быстрыми изменениями структуры ученым помог рентгеновский лазер на свободных электронах. С его помощью исследователи фиксировали перестройку молекул воды в моменты перехода между разными фазами.

В результате специалисты увидели, что под давлением вода не сразу превращается в одну из уже известных стабильных форм льда. Перед этим она проходит через промежуточные нестабильные состояния.

Одной из таких фаз оказался лед XXI. Он имеет тетрагональную кристаллическую структуру и отличается от ранее известных форм льда. По описанию исследователей, такая структура напоминает вытянутый прямоугольный столбик с квадратным основанием.

Рекомендуем также:

1. Прогноз переписали в последний момент и это настораживает: синоптики сообщили новые данные на май
2. Один удачный шаг меняет лицо до неузнаваемости: лучшие короткие стрижки после 60 для свежего образа

Ученые также установили, что вода может переходить в лед и обратно несколькими путями. По данным работы, существует как минимум пять вариантов таких превращений, что делает поведение воды под давлением более сложным, чем считалось ранее.

Открытие может быть полезно для материаловедения. Изучение нестабильных структур воды помогает лучше понять, как формируются вещества с необычными свойствами, и может дать основу для будущих исследований новых материалов.

Йонг-Дже Ким впервые заметил признаки существования этой фазы еще в 2018 году, когда работал в Корейском институте стандартов и науки. Однако тогда данных было недостаточно для окончательного вывода.

После перехода ученого в Ливерморскую национальную лабораторию в 2019 году исследование продолжилось. Повторный анализ и новые эксперименты позволили получить более убедительные доказательства существования льда XXI.

Авторы работы считают, что открытие новой фазы показывает, насколько сложным остается поведение воды даже для современной науки. Исследователи также отмечают, что дальнейшее изучение подобных состояний может помочь лучше понять процессы, происходящие в недрах ледяных планет и спутников.

Рекомендуем также:

1. Даже духовка не нужна: смешала сгущенку с апельсином — и получился десерт, от которого не оторваться
2. Май — последний шанс повлиять на размер ягод: сделаете 4 шага вовремя — и в июне клубника вырастет крупной и сладкой