水冰的变化原理：全新形式中密度冰造出

科技日报记者 刘霞

英国科学家在最新一期《科学》杂志上发表论文称，他们利用极冷钢珠，首次制造出一种名为“中密度无定形冰”的全新形式的冰，其没有整齐有序的晶体结构，密度与液态水的密度相同，有助科学家们更好地理解水在低温下的行为。

新形式的冰由极冷的轴承钢珠与普通冰碰撞而成。图片来源：《新科学家》网站

此前人们已知有高密度和低密度这两种类型的无定形冰，科学家认为，无法制造出中密度无定形冰（MDA）。但在最新研究中，伦敦大学学院的克里斯托夫·萨尔茨曼及其同事，将拥有六边形晶体结构的规则形状的冰置于一个装有冷却至-200℃轴承钢珠的玻璃杯中时，冰块与轴承钢珠碰撞产生的剪切力制造出了中密度无定形冰。

新制造出的中密度无定形冰是一些细白色的粉末，密度正好介于其他两种已知的无定形冰之间，几乎与液态水的密度完全相同。研究人员认为，这种无定形冰可能是所谓的玻璃相的水，后者是一种即使在极低温度下也表现为液体的物质。

液态水虽然看起起来平凡无奇，但一旦冷却到极低温度，就会变得非常神秘。研究人员此前曾假设，超冷水可能同时以两种不同的液相存在，其中一种液相漂浮于另一种液相之上，但中密度无定形冰的存在使这一想法受到质疑。萨尔茨曼表示：“如果我们能够弄清楚中密度无定形冰是什么，那么我们将更好地理解液态水。”

萨尔茨曼指出，中密度无定形冰也可能是外太阳系内冰冻卫星的重要成分，这些奇怪的星球受到了由于其行星的引力而产生的强烈的剪切力，这可能为中密度无定形冰的形成创造了合适的条件。而且，当这些星球上的冰块升温时，释放出大量热量，可能会对这些星球的地质活动产生巨大的影响。

（来源：科技日报）

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