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2023-03-01「新型冰」將解開水的謎團? 639 期

Author 作者 編輯部

來自倫敦大學學院(University College London, UCL)的研究團隊創造了一種與水的密度、結構相似,被稱為「中密度無定型冰」(medium-density amorphous ice)的新型冰,期望能解開有關水的科學謎團。

為了產生中密度無定型冰,研究團隊使用了一種傳統技術-球磨(ball milling)。他們在-200℃的環境中將不鏽鋼球放到含有普通冰塊的小容器中,再以約每秒20次的速度搖晃冰塊,將冰分解成類似白色的粉末後,製造出中密度無定型冰。爾後團隊再藉由X 射線計算冰的結構,發現它的密度與液態水相似,分子之間並不像原本的冰塊那樣井然有序,顯示結晶被破壞成一種無序的材料。

大多數液體在冷卻時密度隨之上升,但水的密度卻會在接近4℃時逐漸增加,變成冰時密度反而減小,因此研究團隊認為這種新型冰能讓科學家以前所未有的方式研究水。此外,木衛二歐羅巴(Europa)與土衛二恩克拉多斯(Enceladus)上的冰冷表面,也可能出現由於潮汐摩擦而產生的中密度無定型冰。或許,研究此新型冰也能加深我們對於宇宙的理解。

土衛二恩克拉多斯(NASA/JPL/Space Science Institute)

Rosu-Finsen, A. et al. (2023). Medium-density amorphous ice.Science, 379 (6631), 474–478.