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全新室溫固態冰相 或將影響太空探索
2025年10月25日 13:30:57
來源：化工儀器網 作者：小王 點擊量：3270
根據美國媒體22日的報道稱，科學家通過兩顆鉆石對水進行超強壓縮，創造出一種在室溫下保持固態的全新冰相，并將其命名為“冰ⅩⅪ”。
某種或多種物質呈現某種物質狀態時，若該物質或這些物質所占的體積內的分子均勻分布，則這片區域就可以稱之為一種物相，即“相”。例如在一個玻璃罐中倒入冰水混合物，閉合罐子后，里面就存在3種不同的水相——冰塊是一相，水是一相，水蒸氣也是一個相。
相可以用常見的物質狀態來描述，同時在同一個物質狀態中也會存在不同的相。也正因如此，相在物理學中是一個十分基礎，卻又值得不斷深入研究的概念。而就在近日，一項關于冰相的全新研究成果被公之于眾。
根據美國媒體22日的報道稱，科學家通過兩顆鉆石對水進行超強壓縮，創造出一種在室溫下保持固態的全新冰相，并將其命名為“冰ⅩⅪ”。冰ⅩⅪ是水在極端壓力下進入亞穩態后形成的物質。所謂亞穩態，在物理學和化學中指原子、原子核或其他動力系統所具有的比一般激發態持續時間更久的特殊激發態。亞穩態通常比基態持續時間短，并且微小擾動就可能導致狀態改變，因此并不穩定。
在研究中，研究團隊對水施加了約為地球標準大氣壓的2萬倍的壓力，迫使水分子緊密聚集，最終形成固態結構。而幫助科學家發現這種物質的，則是歐洲X射線自由電子激光裝置(XFEL)，這種裝置以每微秒一次的頻率掃描樣本，追蹤其結構變化，最終捕獲到了冰ⅩⅪ。
那么這項研究有沒有實際應用價值呢？
答案或許是肯定的。事實上，英國《自然-材料學》期刊上，針對“冰ⅩⅪ”被發現，提出者可能會為研究外星天體上冰的潛在形成方式提供新思路，從而對太空探索產生重要影響。無獨有偶，德國電子同步回旋加速器研究中心的研究員也認為這種關于高溫亞穩態冰的研究或許能為了解冰衛星的成分提供新視角。
事實上，“冰ⅩⅪ”這名字也表明了現階段科學界對于冰相的長期研究與突破。冰ⅩⅪ是目前已知的第21種冰相，除此之外還有諸如四棱柱狀晶體的冰ⅩⅨ等日常生活中我們并不會去主動了解的“冰”。
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