科技日报北京2月16日电 （记者刘霞）一个国际科研团队借助位于法国劳厄-朗之万研究所内先进的中子光谱仪等设施，首次观测到水的奇异形态——“塑性冰七”（Plastic ice Ⅶ）。研究水的塑性态和超离子态，能帮助人们进一步理解木卫三、木卫四等冰卫星，以及天王星、海王星等冰行星的内部结构和冰川流动。相关论文发表于最新一期《自然》杂志。
图片来源：物理学家组织网
一般而言，水有固态、液态和气态3种基本形态。但实际上，水还拥有更多形态，其中一些仅在高温高压下出现，被称为奇异态。15年前，科学家借助分子动力学模拟，预测了“塑性冰七”的存在，而此次研究则首次通过实验观测到了这一形态。
塑性态是一种混合态，兼具固态和液态的特性。在“塑性冰七”内，水分子形成刚性立方晶格——就像在“冰七”（一种立方结晶冰形，降至室温后可在3GPa以上由液态水形成）内一样，但同时又表现出液态水内的皮秒旋转运动。这种奇特形态出现在177℃—327℃高温、0.1GPa—6GPa（1GPa=10亿帕）的压力环境下。
准弹性中子散射（QENS）技术在此研究中发挥了关键作用。与其他光谱技术相比，QENS能更精准地探测物体的平移和旋转动力学。通过QENS，团队识别出了水在温度和压力发生变化时呈现出的3种不同形态：水分子同时存在平移和旋转两种运动的液态水；平移和旋转都被冻结的固态冰；以及位于中间的“塑性冰七”。在“塑性冰七”内，排列成有序晶体结构的水分子失去了自由平移的能力，但保留了旋转能力。
进一步分析表明，“塑性冰七”的分子动力学可能比最初模拟的更复杂，其分子旋转机制不同于此前预测的自由转子行为。而且，水从“冰七”到“塑性冰七”的转变是连续的，这意味着“塑性冰七”可能是另一种在更高温度和压力下存在的超离子态的“前身”。
在我们的日常生活中，水似乎平平无奇。实际上，它好比一位“多面伊人”，有着许多不寻常的特性。塑性冰七，便是水少为人知的奇异形态之一。这种形态不同于普通的冰，是水在极端高压和特殊温度条件下形成的高压冰相。它能够展现出类似塑料的柔韧性，兼具固态和液态的特性。目前，塑性冰七的相关研究仍处于探索阶段，期待这种神奇形态的水未来能够在新材料领域大放异彩。
上海生物医药产业怎么做到产学研合力？12月14日，澎湃新闻记者从上海张江一场共话人才未来产学研合作的闭门会议获悉，前 近日，网红考研名师张雪峰在直播中称“所有文科都叫服务业”，总结起来就是“舔”，引发坊间热议；之后，他在致歉回应中称“ 近日，上海市人社局等八部门联合出台《关于优化上海市博士后发展综合环境的实施意见》，新增“博士后国际合作交流”资 呼吸道合胞病毒在国内终于有了预防性药物。 2024年1月2日，阿斯利康与赛诺菲共同宣布，长效单克隆抗体尼塞韦单抗（商品名：乐 据江苏省扬州市职业大学网站消息，扬州市职业大学教学督导室2023年12月28日发布《2023-2024学年第一学期教师及学生座谈 关于对拟表扬2023年度甘肃省科技统计先进个人名单进行公示的通知 甘科计函〔2024〕15号 为树立典型、表扬先进， 。本文链接：水第四形态“塑性冰七”首次观测到http://www.sushuapos.com/show-11-17451-0.html
声明：本网站为非营利性网站，本网页内容由互联网博主自发贡献，不代表本站观点，本站不承担任何法律责任。天上不会到馅饼，请大家谨防诈骗！若有侵权等问题请及时与本网联系，我们将在第一时间删除处理。
上一篇： 纳米传感器验血就能查出“癌王”
下一篇： 量子领域“时间之箭”可双向流动