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水的第21种固态形式已被发现，它被命名为冰相XXI。
2026-01-13作者：admin
IT之家11月8日消息，科技媒体phys曾在10月10日发布一篇博文，文中提到水的固态形式其实比人们以往认知的要复杂得多。而由韩国标准与科学研究院（KRISS）牵头的国际研究团队，日前对外宣布他们发现了第21种冰相（Ice phase），还将其命名为“冰XXI”。
在标准大气压的环境中，我们日常所熟知的冰是固态水仅有的存在形式，并且只有当温度处于0°C以下时，水才会凝结成冰。由KRISS牵头的国际科研团队打破了这一传统认知，他们证实，除了温度条件之外，极端压力同样是促使水分子结构发生改变、进而使其结晶形成冰的关键要素。这一具有突破性的发现，不仅让我们对于水的认识有了全新的拓展，也意味着人类在材料科学这一领域又取得了一项重要的进步。
实际上，科学家通过调节温度与压力，能够促使水分子以各异的方式排列堆叠，进而形成结构不同的晶体，这些形态有别的固态结构被称作“冰相”。
在过去的一百年间，科学界已辨识出不少于20种各异的冰相。“冰 XXI”的问世，让这个特殊“家族”的成员总数攀升至21个，更为深入地展现了水这一地球最普遍物质的复杂与奇妙之处。
创造“冰 XXI”的核心在于一种名为“动态金刚石压砧（dDAC）”的先进技术。和传统设备缓慢加压的模式不一样，dDAC 可以在仅 10 毫秒的极短时间里，向水样品施加最高达 2 吉帕（GPa）的强大压力，这大约等同于地球表面大气压的 2 万倍。
这种高效精准的压缩手段，防止了加压过程中产生多余的结晶现象，进而促使水分子构建出一种此前从未被发现、结构更为复杂的晶体结构，即“冰 XXI”。
为了捕捉这一瞬息万变的过程，团队借助了欧洲XFEL的超快X射线脉冲——这种脉冲的作用就好比一台能以每秒百万帧速率进行拍摄的超级摄影机。
在仅10毫秒的加压与1秒的减压循环过程中，X射线激光以微秒级的时间间隔捕捉水分子的结构变化，成功清晰地呈现出冰XXI形成的“分子影像序列”。而后续在PETRA III光束线上开展的实验，进一步对其晶体结构进行了精准测定。
分析结果表明，冰 XXI 拥有独特的四方晶体结构，其晶胞（即重复单元）格外庞大，这与目前已知的所有冰相均存在显著差异。研究人员提到，液态水在超高压环境下会结晶成何种结构，主要取决于它被“过压缩”的程度。这一研究发现意味着，水的结晶过程比此前预想的更为复杂，或许还存在更多尚未被发现的高温亚稳态冰相。
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