水的第四形态!塑性冰七被首次观测到:兼具固、液态特性

水的第四形态!塑性冰七被首次观测到:兼具固、液态特性
2025年02月17日 17:31 快科技

快科技2月17日消息,水作为地球上最常见的物质之一,一般来说有固态、液态和气态三种基本形态,但其实水还拥有更多形态,其中一些仅在高温高压下出现,也被称为奇异态。

近日,一个国际科研团队借助位于法国劳厄-朗之万研究所的先进中子光谱仪等设施,首次观测到了水的奇异形态——“塑性冰七”(Plastic ice VII)。

在15年前,科学家借助分子动力学模拟,预测了“塑性冰七”的存在,而此次则首次通过实验观测到了这一形态。

“塑性冰七”是一种兼具固态和液态特性的混合态,在这一形态下,水分子形成了刚性立方晶格,类似于“冰七”(一种在3GPa以上由液态水形成的立方结晶冰)。

与普通冰不同的是,“塑性冰七”中的水分子仍保留了液态水中的皮秒旋转运动,这种形态出现在177℃至327℃的高温和0.1GPa至6GPa(1GPa=10亿帕)的压力环境下。

研究团队识别出了水在温度和压力变化时呈现出的三种不同形态:液态水(水分子同时存在平移和旋转运动)、固态冰(平移和旋转都被冻结)以及位于中间的“塑性冰七”。

在“塑性冰七”中,水分子排列成有序晶体结构,失去了自由平移的能力,但保留了旋转能力。

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责任编辑:黑白

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