研究挑战hydrogen-ordered冰假说

冰着迷和沮丧科学家几个世纪以来,最近的两项研究证实了这一点不太可能很快停止。去年年初托马斯Loerting奥地利因斯布鲁克大学和他的同事们,报告说,他们已经找到了氢订购acid-doped冰VI样品冷却在高压力。¹团队声称他们的研究结果指出了一个新阶段的冰,冰β-XV暂时称之为。然而,Christoph Salzmann英国伦敦大学学院的同事们说,Loerting的团队已经夸大了的结果而不是发现冰深玻璃态的一个例子,又一次说明水化学是非常复杂。²

冰可以在许多不同的形式,目前有17个已知结晶阶段。这些阶段含有氢原子的有序形式,和一些含有氢原子的无序状态。自从发现冰VI,氢无序阶段,有人建议,有多达45 symmetry-distinct配置这种类型的冰。早在2009年,Salzmann教授和他的团队成功地准备一个氢命令形式的冰VI名叫冰十五,使用一个酸掺杂的方法,慢慢冷却样品在环境压力。³

Loerting教授和他的团队做了一个类似的事情Salzmann但使用更高的压力——他们看到低温恒温动物。一个电热表明环境有吸收的热量。Loerting分配这个低温电热相变的新氢下令第六阶段的冰;一个阶段他们说比冰更有序和热力学稳定的十五,因此不同和不同。所有这些研究结果清楚地表明,它必须是有序的,“Loerting评论。他说,进一步的工作,包括中子衍射研究使用氘样本,可以确认这个新阶段的晶体结构。和与氘样品初步研究后留给延长反应时间,站在他们的结论,他们发现了一些不同于先前准备的冰十五。他们计划跟进在未来更多的结果。

Salzmann的团队自己的描述进行研究以证实Loerting的发现。他们准备,在高压冷却,氘acid-doped冰VI样本,这表明,这个样品的中子衍射模式是符合它作为外层玻璃态冰VI,而不是晶体结构。深玻璃态低焓是一个玻璃的状态,和的特点是弛豫动力学非常缓慢。是一个很好的例子(深玻璃态),“Salzmann评论。我们表明,系统实际上是更加复杂。”Loerting不包括中子衍射的结果在他们的研究——水晶性格化的黄金标准——Salzmann说他们最初的结论是不正确的,而不是完全支持。“[D₂O工作真正巩固了我们的解释是怎么回事,”Salzmann补充道。

丹尼斯·克鲁格冰物理研究员在加拿大国家研究委员会说,“这两项研究证明了之间的争议非常高的兴趣和重要性理解水和水冰的属性结构。”他解释说,两队领域作出了巨大的贡献;Salzmann的工作表明,大量的证据必须完全定义一个新结构,同时Loerting开放的想法,其他的冰结构与不稳定的本地命令区域与晶体结构完全兼容约束是可能的。冰的寻找新的结构肯定会继续下去。”