Учені виявили невідомий раніше тип льоду: вода тверда за кімнатної температури

Вчені стиснули воду між двома алмазами і створили абсолютно нову форму льоду. Він залишається твердим за кімнатної температури. Для того, щоб створити нову фазу льоду, що отримала назву "Лід XXI", вчені застосували надзвичайно високий тиск. Цю невідому фазу льоду було виявлено за допомогою Європейського рентгенівського лазера на вільних електронах, найбільшого у світі рентгенівського лазера. Вчені виявили, що стиснута вода переходить зі стану високої щільності в стан дуже високої щільності. Дослідження опубліковано в журналі Nature Materials, пише Live Science.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Лід існує у 20 різних фазах, і вони позначаються римськими цифрами від I до XX. Тепер же вчені виявили невідому раніше 21-шу фазу льоду. Заморожена вода, з якою ми всі добре знайомі, є фазою льоду під назвою "Лід I". Але, наприклад, на Нептуні існує "Лід XVIII". Вплив різних температур і тиску може призвести до утворення різних фаз водяного льоду.

Для того, щоб створити звичайний лід, потрібно заморозити воду за температури 0 градусів Цельсія. Але у льоду не існує єдиної молекулярної структури або фази. Заморожена вода може існувати в різних твердих фазах завдяки своїй молекулярній структурі, де атоми водню застигають у різних кристалічних і аморфних станах.

Тепер же вчені виявили нову фазу льоду, що отримала назву "Лід XXI". Цей лід має тетрагональну кристалічну структуру з досить великими повторюваними блоками, що складаються з 152 молекул води, що відрізняє його від усіх інших відомих фаз льоду.

Вчені виявили безліч шляхів переходу води в лід, застосовуючи тиск до води за низьких температур, коли молекули рухаються повільніше. Однак за більш високих температур, коли молекули мають більшу кінетичну енергію, очікується менша різноманітність льоду.

Дослідники вивчили шляхи переходу води в лід за кімнатної температури, яка становить близько 22 градусів Цельсія. Вчені стиснули воду між двома алмазами, застосовуючи тиск, який у 20 000 разів більший за звичайний атмосферний тиск на поверхні Землі. Молекули води стискалися до тих пір, поки вони не стали настільки щільними, що утворили тверду структуру при кімнатній температурі. За допомогою рентгенівського лазера вчені сканували стиснуту воду, щоб побачити, як змінюється її кристалічна структура.

Вчені називають таку воду надстислою, і вона метастабільна, тобто зберігається деякий час у стабільному стані. Через величезний тиск лід утворюється за кімнатної температури, але молекули води упаковані набагато щільніше.

Дослідники стверджують, що відкриття "Льоду XXI" передбачає, що на крижаних планетах і крижаних супутниках планет можуть існувати інші, поки невідомі фази льоду. Це дослідження відкриває нові можливості для розуміння складу крижаних супутників і планет у Сонячній системі.

Як уже писав Фокус, вчені виявили дивний стан води. Вона може бути твердою і рідкою одночасно.

Також Фокус писав про те, що нові дані про частинки-привиди підказують, чому Всесвіт не складається з антиматерії. Ці дані можуть допомогти пояснити фундаментальну асиметрію Всесвіту: чому в ньому більше матерії, ніж антиматерії.