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全新室温固态冰相 或将影响太空探索
2025年10月25日 13:30:57
来源：化工仪器网 作者：小王 点击量：4552
根据美国媒体22日的报道称，科学家通过两颗钻石对水进行超强压缩，创造出一种在室温下保持固态的全新冰相，并将其命名为“冰ⅩⅪ”。
某种或多种物质呈现某种物质状态时，若该物质或这些物质所占的体积内的分子均匀分布，则这片区域就可以称之为一种物相，即“相”。例如在一个玻璃罐中倒入冰水混合物，闭合罐子后，里面就存在3种不同的水相——冰块是一相，水是一相，水蒸气也是一个相。
相可以用常见的物质状态来描述，同时在同一个物质状态中也会存在不同的相。也正因如此，相在物理学中是一个十分基础，却又值得不断深入研究的概念。而就在近日，一项关于冰相的全新研究成果被公之于众。
根据美国媒体22日的报道称，科学家通过两颗钻石对水进行超强压缩，创造出一种在室温下保持固态的全新冰相，并将其命名为“冰ⅩⅪ”。冰ⅩⅪ是水在极端压力下进入亚稳态后形成的物质。所谓亚稳态，在物理学和化学中指原子、原子核或其他动力系统所具有的比一般激发态持续时间更久的特殊激发态。亚稳态通常比基态持续时间短，并且微小扰动就可能导致状态改变，因此并不稳定。
在研究中，研究团队对水施加了约为地球标准大气压的2万倍的压力，迫使水分子紧密聚集，最终形成固态结构。而帮助科学家发现这种物质的，则是欧洲X射线自由电子激光装置(XFEL)，这种装置以每微秒一次的频率扫描样本，追踪其结构变化，最终捕获到了冰ⅩⅪ。
那么这项研究有没有实际应用价值呢？
答案或许是肯定的。事实上，英国《自然-材料学》期刊上，针对“冰ⅩⅪ”被发现，提出者可能会为研究外星天体上冰的潜在形成方式提供新思路，从而对太空探索产生重要影响。无独有偶，德国电子同步回旋加速器研究中心的研究员也认为这种关于高温亚稳态冰的研究或许能为了解冰卫星的成分提供新视角。
事实上，“冰ⅩⅪ”这名字也表明了现阶段科学界对于冰相的长期研究与突破。冰ⅩⅪ是目前已知的第21种冰相，除此之外还有诸如四棱柱状晶体的冰ⅩⅨ等日常生活中我们并不会去主动了解的“冰”。
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