Физики обнаружили новую тетрагональную фазу водяного льда

Новая кристаллическая форма водяного льда называется Ice-VII t и наблюдается в процессе перехода между двумя уже известными формами.
pixabay.com
Новая форма льда наблюдается при переходе между двумя уже известными формами @ pixabay.com

Расположение молекул в замороженной воде может значительно различаться в зависимости от окружающих условий. В настоящее время известно 19 форм льда, некоторые из которых встречаются в природе, а некоторые наблюдались только в лабораторных условиях.

Лёд, который вы видите в морозильной камере или на улице в виде снежинок или града, является наиболее распространённой природной формой. Он называется Ice-I. Атомы кислорода в такой форме расположены в виде шестиугольной сетки, а атомы водорода имеют беспорядочное расположение. Также существуют формы Ice-VII с неупорядоченным водородом и Ice-X с симметричной структурой.

При охлаждении Ice-I и изменении давления атомы водорода и кислорода могут менять занимаемые места, делая структуру более упорядоченной. Чтобы изучить переходы между формами льда, группа физиков из Университета Невады в Лас-Вегасе провела эксперименты, используя новую технику для измерения свойств льда при изменении давления.

Исследователи поместили образец воды в алмазную наковальню так, чтобы он замёрз в виде неупорядоченной структуры. Затем учёные нагрели образец лазерами, чтобы заморозить повторно.

Постепенно повышая давление в наковальне с помощью периодических импульсов лазера, исследователям удалось создать Ice-VII и наблюдать переход к Ice-X. А благодаря новой методике они смогли зафиксировать и новую промежуточную фазу — Ice-VII t.

На этом этапе кубическая решетка Ice-VII растягивается вдоль одного из своих векторов, так что структура становится прямоугольной с кубическим основанием, а затем переходит в симметричную, полностью упорядоченную кубическую структуру Ice-X. Такое расположение известно как тетрагональное.

Новости партнёров