摘要：科学家发明室温冰

切一片水给我好吗？

科学家创造了一种可以在室温下形成的新型冰相。

正如《自然材料》杂志上发表的一篇新论文所详述，这种被称为XXI的新相态需要极高的压力才能形成。顾名思义，它是目前已发现的第21种冰形态，加入了一系列令人着迷的结构，从六边形、立方体到超离子结构，这些结构可以在海王星或天王星等气态巨行星和冰巨行星的表面找到。

这一发现揭示了水的固态状态究竟有多少种相态，以及对于这种极其丰富的物质，还有多少未知之处有待探索。这项研究甚至可能有助于解释在遥远卫星上发现的地外冰是 如何形成的。

该研究是韩国标准与科学研究院 (KRISS) 研究员 Geun Woo Lee 与欧洲 X 射线自由电子激光装置 (XFEL)、世界上最大的 X 射线激光器以及德国电子同步加速器 (DESY) 研究中心的科学家合作完成的。

XXI冰是在室温下水被快速压缩至极高水平时形成的。它只有在极其特殊的条件下才能稳定存在。

根据研究报告，它是我们已知的近二十种冰种中的一个主要异常值，因为大多数冰种都是在高温或低温下形成的。

李解释说：“水的快速压缩使其能够在更高的压力下保持液态，在这种压力下它应该已经结晶成冰 VI”，他指的是一种被认为存在于冰卫星土卫六和木卫三内部的相态。

换句话说，XXI 似乎是水和遥远冰卫星上发现的奇异冰相之间的一个可能的中间阶段。

研究小组使用金刚石压砧（一种在材料科学中用于重现行星内部深处压力的高压装置）观察了当水处于两千兆帕的压力下（大约是大气压的 20,000 倍）时发生的情况。

然后，他们在一秒钟内释放压力，观察晶体结构如何反应，然后重复该过程数百次。

尽管处于室温下，水分子仍会聚集在一起形成冰，尽管结构更加紧密。

然后，研究小组使用 XFEL 每微秒捕捉样本的图像，相当于用高速摄像机拍摄镜头，以观察冰结构是如何形成的。

“借助欧洲 XFEL 独特的 X 射线脉冲，我们发现了使用动态金刚石压砧快速压缩和减压超过 1000 次的 H2O 中的多种结晶途径，”Lee 解释道。

“我们的研究结果表明，可能存在大量的高温亚稳态冰相及其相关的转变途径，这可能为冰卫星的组成提供新的见解，”合著者兼 DESY 研究员 Rachel Husband 补充道。

来源：薛定谔的科学杂谈