Учените създадоха нова фаза на леда, която може да се образува при стайна температура. Както е описано в нова статия, публикувана в сп. Nature Materials, новата фаза, наречена XXI, изисква екстремни нива на налягане, за да се образува. Както подсказва името му, това е двадесет и първата форма на лед, която е била идентифицирана, присъединявайки се към впечатляваща поредица от други структури, вариращи от шестоъгълни и кубични до суперионни, които могат да бъдат открити на повърхността на газови и ледени гиганти като Нептун или Уран.

Откритието показва колко много фази на твърдо състояние на водата всъщност съществуват – и колко много все още има да се научи за този изключително изобилен елемент. Изследването може дори да помогне да се обясни как са се образували извънземните форми на лед, открити на далечни луни.

Изследването е съвместна работа на изследователя Геун У Ли от Корейския изследователски институт за стандарти и наука и учени от Европейската лаборатория за рентгенови лазери със свободни електрони, където работи най-големият рентгенов лазер в света, и Изследователския център на Германския електронен синхротрон.

XXI лед се образува, когато водата се компресира бързо до изключителни нива при стайна температура. Той е стабилен само при изключително специфични условия. Това е значително различие на фона на групата от почти две дузини форми на лед, които са ни известни, тъй като повечето от тях се образуват при високи или ниски температури, според описание на изследването.

„Бързото сгъстяване на водата ѝ позволява да остане в течно състояние при по-високи налягания, при които би трябвало вече да се е кристализирала в лед VI“, обясни Ли, като се позова на фаза, за която се смята, че се среща във вътрешността на ледените луни Титан и Ганимед.

С други думи, лед XXI изглежда е една от възможните междинни фази между водата и екзотичната фаза на леда, открита на далечни ледени луни.

Използвайки диамантена клетка, устройство за високо налягане, което се използва в материалознанието за възпроизвеждане на наляганията, присъстващи дълбоко в планетите, екипът наблюдава какво се случва, когато водата се подложи на налягане от два гигапаскала, или приблизително 20 000 пъти атмосферното налягане. След това те освобождават налягането за една секунда, за да видят как ще реагират кристалните структури, преди да повторят процеса стотици пъти.

Въпреки че се намираше при стайна температура, молекулите на водата се събраха, за да образуват лед, макар и в много по-плътна структура.

След това екипът заснема изображения на пробата на всеки микросекунда, което е еквивалентно на заснемане с високоскоростна камера, за да наблюдава как се формира структурата на леда.

„С уникалните рентгенови импулси на Европейската лаборатория за рентгенови лазери открихме множество пътища на кристализация в H2O, който беше бързо компресиран и декомпресиран над 1000 пъти с помощта на динамична диамантена клетка“, обяснява Ли.

„Нашите открития сочат, че може да съществуват по-голям брой метастабилни фази на леда при висока температура и свързаните с тях пътища на преход, което потенциално може да даде нова информация за състава на ледените луни“, добавя съавторката и изследователка Рейчъл Хъсбанд.

Снимка: Unsplash

Виж още: Най-малкият дрон с камера в света се побира в пакет чипс, а лети наравно с големите си събратя (ВИДЕО)