Los científicos crean una nueva forma cristalina de hielo | Química Física, Física

Ice XIX es la segunda fase parcialmente ordenada con hidrógeno Ice VI, Una forma de hielo previamente conocida a presiones de alrededor de 1 GPa y temperaturas entre 130 y 355 K.

Descripción que muestra la relación entre las celdas unitarias de hielo VI y XIX, las diferencias en sus ejes C y sus formas variantes, índice de color rojo para el hielo XIX y azul para el hielo VI. Crédito de la imagen: Universidad de Innsbrook.

“Los diferentes tipos de hielo tienen diferentes formas y propiedades muy diferentes dependiendo de la presión y la temperatura”, dijo. Dr. Thomas Lording Del Instituto de Química Física de la Universidad de Innsbruck y sus colegas.

“Hasta ahora se conocen 18 icebergs cristalinos, incluido el hielo I convencional, que difieren en la disposición de sus átomos”.

“Cuando el hielo se enfría fuertemente, si la prueba se realiza correctamente, los átomos de hidrógeno pueden regularse a sí mismos además de los átomos de oxígeno”.

“Por debajo de 73 K, esto conduce a lo que se llama hielo XI, en el que todas las moléculas de agua están secuenciadas de cierta manera. Estos patrones de hielo ordenados difieren de las formas parentales irregulares, especialmente en sus propiedades eléctricas”.

En 2009, un equipo de investigadores en Europa Hecho por Variante ordenada por hidrógeno de Ice VI, que entró en los libros de texto Nieve XV.

Al cambiar el proceso de producción, el Dr. Boarding y sus colegas recientemente ganado Al crear el segundo hielo clasificado VI.

Para hacer esto, redujeron significativamente el proceso de enfriamiento y aumentaron la presión a aproximadamente 2 GPa.

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Esto les ayudó a organizar los átomos de hidrógeno de una segunda forma en lattes de oxígeno y a crear una nueva forma de hielo llamada hielo XIX.

“Luego encontramos evidencia clara de que se trataba de una variante recién ordenada, pero no pudimos aclarar la estructura cristalina”, dijo el Dr. Lording.

Usos Desde el sitio Calorimetría y diferencia de polvo de neutrones de alta resolución, los científicos estudiaron la estructura cristalina del hielo XIX.

“En la práctica general, la disponibilidad de la estructura cristalina permite asignar un número romano a esta fase de hielo”, dijeron.

“Tras el reciente descubrimiento de la fase supersónica Nieve XVIII Apareciendo a ultra alta presión, agregamos hielo XIX al diagrama de fase de hielo en el versátil rango de presión intermedia entre 0.5 y 2.0 GPA, de los cuales 13 polimorfos de hielo ahora se conocen. “

“El hielo XIX representa una fase en la que se comparte la misma topología atómica de oxígeno con sus padres, el hielo irregular VI, y sus hermanos, el hielo XV de orden antiferoeléctrico”.

“A medida que el hielo se calienta XIX, primero se convierte en hielo XV por encima de 107 K y luego en hielo VI a 128 K.”

Equipo separado de físicos, encabezado Dr. Rio Yemen Desde la Universidad de Tokio, confirmaron los resultados de un experimento bajo diferentes condiciones de estrés.

Los hallazgos se encuentran en dos documentos Revista Comunicaciones de la naturaleza.

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D.M. Kasar Y otros. 2021. La naturaleza estructural del hielo XIX como segundo polimorfo asociado al hielo VI. No es común 12, 1128; doi: 10.1038 / s41467-021-21161-z

R. Yamane Y otros. 2021. Prueba de evidencia de la existencia de una fase parcialmente ordenada de hielo VI. No es común 12, 1129; doi: 10.1038 / s41467-021-21351-9

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