Физика

Что это за недавно открытый «лед-XIX»?


Используя дифракцию рентгеновских лучей, австрийские исследователи раскрыли секрет структуры новой формы льда. Образовавшийся при сверхнизких температурах и невероятных давлениях, этот "лед-XIX" существует только в лабораторных условиях.

Еще один вариант формы льда

Лед - это не что иное, как твердая форма воды (H2O). С другой стороны, общественность в значительной степени меньше осведомлена о том, что лед существует в разных формах. Наука знает это с тех пор, как исследователи провели работу над его структурой, используя рентгеновскую дифрактометрию. Это метод анализа, основанный на дифракции рентгеновских лучей веществом, особенно когда оно кристаллическое.

Ученые называют различные формы льда "кристаллическими полиморфами". Их было 18, до того, как исследователи из Инсбрукского университета (Австрия) определили новый: лед-XIX. В его основании находится лед VI, образующийся при высоком давлении. Дело в том, что этот лед VI не имеет идеальных кристаллов, они довольно неупорядочены. Более десяти лет назад исследователи уже получили вариант (лед XV), периодически - и, следовательно, упорядоченно - расставляя атомы водорода.

Австрийские исследователи объяснили через публикацию в журнале Nature Communications 18 февраля 2021 года, что они получили лед XIX, изменив процесс изготовления льда XV. Речь идет о замедлении процесса охлаждения и повышении давления примерно до 20 кбар.

Вы должны знать, что это открытие было сделано три года назад. Однако такое ожидание с точки зрения публикации результатов, касающихся кристаллической структуры льда XIX, неслучайно. Это связано с тем, что дифракция нейтронов отвечает за замену легкого водорода в воде дейтерием (2H), другими словами, тяжелым водородом. Однако это замедляет процесс образования того же льда. В конце концов, исследователи нашли решение: смешать несколько процентов обычной воды с тяжелой водой.

Дело в том, что лед XV и лед XIX - единственные известные "льды-близнецы". Оказывается, у них одинаковое расположение атомов кислорода. Однако расположение их атомов водорода отличается. Таким образом, эта особенность показывает, что переход между двумя формами льда в лаборатории вполне возможен.

Читайте Новая Наука в
Back to top button