Los científicos crean una nueva forma cristalina de hielo | Física química y física

Ice XIX es la segunda fase de hidrógeno en parte de Sexto hielo, Una forma de hielo previamente conocida que existe a presiones de aproximadamente 1 GPa y temperaturas entre 130 y 355 K.

Una ilustración que muestra la relación entre la unidad de hielo VI y las células XIX mostradas debajo de sus ejes c, y las diferencias en los patrones de difracción, con codificación de color rojo para el hielo XIX y azul para el hielo VI. Crédito de la imagen: Universidad de Innsbruck.

“Se forman diferentes tipos de hielo según la presión y la temperatura y tienen propiedades muy diferentes”, dijo. Dr. Thomas Lorting Recibió su doctorado en el Instituto de Química Física de la Universidad de Innsbruck y sus colegas.

“Incluyendo el primer hielo convencional, había 18 formas cristalinas de hielo conocidas hasta la fecha que difieren en la disposición de sus átomos”.

“Cuando el hielo se enfría vigorosamente, los átomos de hidrógeno pueden organizarse periódicamente además de los átomos de oxígeno si el experimento se realiza correctamente”.

“Por debajo de 73 K, esto podría conducir a la formación del llamado undécimo hielo, en el que todas las moléculas de agua están dispuestas de acuerdo con un patrón determinado. Estas formas ordenadas de hielo difieren de las formas polares parentales, particularmente en sus propiedades eléctricas. “

En 2009, un equipo de investigadores en Europa Producido Una especie de sexto hielo organizado por arreglo de hidrógeno, que se abrió camino en libros de texto como Hielo decimoquinto.

Al cambiar el proceso de fabricación, el Dr. Loerting y sus colegas hicieron recientemente el Sucedido Al crear una segunda figura dispuesta a partir del sexto hielo.

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

Esto les permitió organizar los átomos de hidrógeno de una segunda forma en la red de oxígeno y producir la nueva forma de hielo, llamada Ice XIX.

“Encontramos evidencia clara en ese momento de que era una nueva variable ordenada, pero no pudimos dilucidar la estructura cristalina”, dijo el Dr. Loerting.

Usar Desde el sitio Midiendo el calorímetro y la desviación del polvo de neutrones de alta precisión, los científicos estudiaron la estructura cristalina del decimonoveno hielo.

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

Después del reciente descubrimiento de la fase superiónica Decimoctava Hielo Al emerger a alta presión, agregamos el decimonoveno hielo al diagrama de fase de hielo en el versátil rango de presión media entre 0,5 y 2,0 GPa, donde ahora se conocen 13 formas de hielo “.

“El hielo XIX representa una fase organizada que comparte la misma topología del átomo de oxígeno con su padre, el hielo turbulento VI, y su hermano, el hielo requerido en parte por el antioxidante XV”.

Cuando la nieve se calienta, XIX se convierte en dos pasos primero en hielo XV por encima de 107 K y luego en hielo VI a 128 K

Un equipo separado de físicos dirigido por Dr. Ryo Yamani De la Universidad de Tokio, los resultados están en un experimento bajo diferentes condiciones de presión.

Los resultados se muestran en dos artículos revista Comunicaciones de la naturaleza.

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TM Jacir Et al. 2021. Caracterización estructural del hielo XIX como segundo polimorfo asociado al hielo VI. Nat Common 12, 1128; Doi: 10.1038 / s41467-021-21161-z

R. Yamani Et al. 2021. Evidencia empírica de la existencia de una segunda fase parcialmente ordenada del hielo VI. Nat Common 12, 1129; Doi: 10.1038 / s41467-021-21351-9

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