当前位置: 首页 > 资讯 > 看点 > 查看内容

来自美国的研究人员首次直接观察到了水结成特异性冰块的过程 ... ... ...

实验帮| 2017-7-20 15:13

如图所示,是一种在自然界中不存在的VII号冰地球上的大部分冰具有六方晶体结构,但实际上水可以转化结成多达15种冰的形式,每种冰都有不同的分子排列。这些罕见的冻结阶段需要非大气压下和可控制的温度环境下形成, ...
  

如图所示,是一种在自然界中不存在的VII号冰

地球上的大部分冰具有六方晶体结构,但实际上水可以转化结成多达15种冰的形式,每种冰都有不同的分子排列。这些罕见的冻结阶段需要非大气压下和可控制的温度环境下形成,所以只能在地球上的实验室中实验完成。

其中一种特殊类型是,这是一种在高温高压下形成的立方晶相体。据认为,这种“热冰”可以在土星的卫星土卫六的海水层中或者其它系外行星上发现。然而,在地球上,在实验室里很难创造和维持这种VII号冰的形态。以前的研究曾试图用激光来产生压力变化的“冲击冻结”水,但他们还不能测量其快速形成的形态或者表征其结构。

热门话题

“关于冰块形成机理,已经有大量的研究,因为每个人都想了解它的行为,”来自斯坦福大学的团队成员Wendy Mao说。我们的新研究表明,我们是能够实时看到冰的结构形式的,这在以前是没有做过的。”

为了制造VII号冰,研究小组在一个包裹着钻石的血小板和一个石英血小板之间的水样本中激发出一个强烈的激光。激光气化蒸发钻石,并产生五万倍高于地球海平面大气压的巨大压力冲击。这种压力可以触发相变VII号冰的形成,而这种转换发生的整个过程只有6纳秒。

Mao和同事们利用飞秒长X射线脉冲记录了这种快速相变过程, X射线的自由电子激光是在斯坦福直线加速器中心的相干光源产生的。X射线通过转换水的衍射,使研究人员能够表征其分子结构的变化。

无序到有序

研究小组成员Arianna Gleason说:“这些有关水的实验还是第一次,我们可以看到宇宙中最丰富的分子中的一种根本性的无序变化。”了解结冰的卫星和行星内部的冰冷内部,将帮助我们了解我们太阳系中的世界是如何形成的,至少我们知道,其中一个行星的生命所必要元素的一些特征。

来源:http://physicsworld.com/cws/article/news/2017/jul/14/formation-of-other-worldly-hot-ice-observed-for-first-time

实验帮(www.labbang.com),专业一站式光电元器件、仪器采购平台

收藏 邀请

最新评论

实验帮资讯 ( 京ICP备11049251号-2 )

返回顶部