@ 2016.02.17 , 12:20
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最低密度冰:水的第18种晶形

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科学家计算出一种新型冰的分子形式,它或许是人类所知的最低密度的冰。这种冰并不天然存在于地球,如果它能够被合成出来,那么将成为水的第18种已知晶形。不过,它只会被命名为“冰XVII”(冰十七)。除了实验化学界,谁还能想到冰有这么多种形式呢?

内布拉斯加林肯大学的化学家Xiao Cheng Zeng表示,他们进行了大量计算,试图探究这是否不仅是一种低密度的冰、而且是最低密度的冰。许多人对预测冰的新形式非常感兴趣。为此,研究人员使用计算算法和分子模拟来预测冰的这种新分子形式。如果它能够被人工合成出来,那么其密度将比当前的记录持有者轻上25%——目前的最低密度冰由欧洲研究人员于2014年制成。

科学家通过模拟来确定使水冻成这种新形式需要什么样的极端压力和温度范围。它的结构是一种笼形物,即分子环环相扣形成笼子般的结构。人们曾经认为,只有当“客分子”处于内部时,这种笼形结构才能维持结构完整性;但如今,科学家计算出,即便客分子不处于内部、而处于边缘地带,笼子同样能够维持稳定。

当然了,“冰十七”的合成仍旧不易。根据研究人员的计算,只有处于向外扩张的极高压强下时,水分子才能形成这种结构——具体压强数值取决于温度。在-23.3摄氏度时,压强需要超过太平洋最深海沟处的压强。温度越低,所需压强越大。当温度达-273.3摄氏度时,其所需压强等同于你在海平面上被困于300架大型喷气式客机下时所感受到的压强。

接下来,在此等压强下,研究人员需要将客分子抽成真空,以合成此冰。如若成功,这便是美国自二战以来所制造出的第一种冰。

水和冰永远都很有趣,因为它们和人类、和生命息息相关。低密度的天然冰能够保护底下的水;如果它们的密度再大一些,水就会从底部结冰,那么便没有任何生物可以存活。所以,大自然母亲的组合很完美。

本文译自 sciencealert,由译者 蛋花 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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TOTAL COMMENTS: 22+1

  1. 3065177

    没看懂为什么是冰17不是18

  2. 3065178

    不禁让我想起了茅十八

  3. Viking
    @2 years ago
    3065179

    从零开始数?程序员转行科学家?

  4. 3065180

    应该是有个零

  5. 一卡通
    @2 years ago
    3065183

    零那个不就是普通冰吗?~

    [13] XX [0] 回复 [0]
  6. 3065184

    @Barry: 可能从0开始

  7. 3065185

    深水宝: 冰17做成的冰棍,秒杀引力波去皱纹

    [37] XX [0] 回复 [0]
  8. 码神
    @2 years ago
    3065187

    好多码农……

  9. 游客
    @2 years ago
    3065190

    https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/0/08/Phase_diagram_of_water.svg/512px-冰I有两种形态,所以是第十八种
    零号冰以前在一篇科幻小说出中现过,但是找不到那篇小说了

  10. 逗比
    @2 years ago
    3065191

    作为学霸的我正在求图片上正方形和正八边形的面积

  11. 南郭小儿
    @2 years ago
    3065196

    在9个人9扇门9小时里貌似提过冰的若干形态。
    小编不科普一下前边十几种冰的特点么?

  12. 呵呵呵
    @2 years ago
    3065198

    我是想问他们怎么得到-273.3摄氏度的?

    [12] XX [2] 回复 [0]
  13. 3065213

    内布拉斯加林肯大学的化学家小橙子表示

  14. swmage
    @2 years ago
    3065226

    老板,来根冰17的雪糕

  15. TooSmall
    @2 years ago
    3065241

    @eyes: 撕本。哈哈

  16. albuswu
    @2 years ago
    3065270

    -273.3C?

  17. 神响
    @2 years ago
    3065282

    来个足球冰、

  18. 十四斤的农药
    @2 years ago
    3065302

    这形状有点像A型分子筛…

  19. 今凭媒
    @2 years ago
    3065305

    呵呵呵呵

  20. 3065333

    没有蛋呦读过冯内谷特猫的摇篮么

  21. 二楼
    @2 years ago
    3065567

    一堆深井冰。。。。

  22. armadillo
    @2 years ago
    3065855

    曾老板是曾谨言的儿子,国内学物理的应该都知道是谁:-)

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