科學家發現世界上最輕的冰——凝膠冰

冷凍機裡面的冰塊可能只是17種可能的冰類型之一， 18種類型也有可能。一組研究人員發現一種多孔的,輕量級的氣凝膠冰「aeroice」，有助於我們了解水在極端條件下工作的形態。

在「正常的」冰條件下，水在周圍環境壓力和冷凍結成排列成六邊形的形狀固體晶體。但不是所有冰都是六邊形結構。壓力和溫度都會影響到水在分子水平上的形狀。六角形的冰和偶爾在地球大氣層上方出現的立方體冰是地球上自然發生僅有的的兩種形式的冰。其它形式的冰可能在外行星或外行星的大氣層發現。

六邊形冰

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立方冰結構

在大氣壓力更高的環境下，水分子被擠壓凍結成比固體密度大於正常情況下的冰。反之，當壓力降低時，水分子變成密度較低的晶體塊，如同冰凍的棉花糖。到目前為止，我們只知道兩種低密度冰:太間富勒烯，只有正常冰密度的80%；沸石冰，模擬沸石礦物的結構，水分子卻是像樂高積木塔一樣的構建模塊，密度是常態冰的50%和90%。在此之前卻未發現更輕的冰結構。

富勒烯結構

「最近我們發現兩種低密度冰，但卻不知道低密度冰這個世界的廣度。我們需要一張關於低密度冰的地圖，從而在實驗中進行探索。」日本岡山大學的Masakazu Matsumoto說。

Masakazu Matsumoto和團隊採用分子層層疊抽積木的方式發現了這種新類型的冰，對現有的沸石冰的結構進行拆除及重新配置，使它們變得更輕。他們模擬了300多種不同種類的納米層次結構，並評估了這些結構在低壓下條件下的穩定情況。這些氣態冰在0開爾文度時是穩定的，但會隨著溫度增加變得不穩定。

他們發現，密度最小的氣態冰可以用水分子的節點配置作為模型，它們像珠子一樣把在大型氣態宮殿中的地面和天花板分隔開來。Matsumoto認為，通過計算機建模，可以發現更多類似的冰類型，但他表示，在現實世界中很難創造出超低密度的冰，因為需要苛刻的低壓和低溫等條件。

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