2月17日消息,水作為地球上常見的物質之一,一般來說有固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)三種基本形態(tài),但其實水還擁有更多形態(tài),其中一些僅在高溫高壓下出現(xiàn),也被稱為奇異態(tài)。
近日,一個國際科研團隊借助位于法國勞厄-朗之萬研究所的先進中子光譜儀等設施,首次觀測到了水的奇異形態(tài)——“塑性冰七”(Plastic ice VII)。
在15年前,科學家借助分子動力學模擬,預測了“塑性冰七”的存在,而此次則首次通過實驗觀測到了這一形態(tài)。
“塑性冰七”是一種兼具固態(tài)和液態(tài)特性的混合態(tài),在這一形態(tài)下,水分子形成了剛性立方晶格,類似于“冰七”(一種在3GPa以上由液態(tài)水形成的立方結晶冰)。
與普通冰不同的是,“塑性冰七”中的水分子仍保留了液態(tài)水中的皮秒旋轉運動,這種形態(tài)出現(xiàn)在177℃至327℃的高溫和0.1GPa至6GPa(1GPa=10億帕)的壓力環(huán)境下。
研究團隊識別出了水在溫度和壓力變化時呈現(xiàn)出的三種不同形態(tài):液態(tài)水(水分子同時存在平移和旋轉運動)、固態(tài)冰(平移和旋轉都被凍結)以及位于中間的“塑性冰七”。
在“塑性冰七”中,水分子排列成有序晶體結構,失去了自由平移的能力,但保留了旋轉能力。
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