Forskare har för första gången observerat plastisk is VII

Forskare har för första gången experimentellt observerat en ovanlig form av is, kallad plastisk is VII, som tidigare bara hade förutspåtts teoretiskt. Denna exotiska fas av vatten bildas under extrema förhållanden med tryck upp till 6 gigapascal (cirka 60 000 gånger jordens atmosfärstryck) och temperaturer på 327 °C (620 °F). Upptäckten ger nya insikter om hur vatten beter sig under extrema förhållanden och kan hjälpa till att förklara de geofysiska processerna på avlägsna planeter och månar1 2 3.

Vad är plastisk is VII?

Plastisk is VII är en hybridfas av vatten som kombinerar egenskaper hos både fast och flytande vatten. Under dessa extrema tryck och temperaturer arrangerar sig vattenmolekylerna i en kubisk struktur där väteatomerna inte är statiska, utan rör sig i ett ”stegvis” mönster. Detta skiljer sig från vanlig is, där molekylerna är mer fixerade i sina positioner. Denna dynamiska egenskap gör plastisk is VII mer formbar än vanlig kristallin is, vilket också ger den dess namn1 3 4.

Hur upptäcktes plastisk is VII?

Forskare använde en avancerad teknik kallad quasi-elastic neutron scattering (QENS) vid Institut Laue-Langevin i Frankrike för att spåra de subtila rörelserna hos väteatomer inom isen. Detta gjorde det möjligt att bekräfta att vätebindningarna mellan molekylerna ständigt bryts och återbildas, vilket orsakar de ovanliga rörelserna. Observationerna bekräftade en 17 år gammal teoretisk förutsägelse om denna fas av vatten1 2 5.

Var kan plastisk is VII finnas?

Plastisk is VII tros kunna existera naturligt på planeter och månar där vatten utsätts för liknande extrema tryck och temperaturer. Detta inkluderar himlakroppar som Neptunus, Uranus och Jupiters måne Europa, som har stora mängder vatten under sina ytor. Om denna fas av vatten förekommer på sådana platser, kan det påverka vår förståelse av deras inre struktur, atmosfär och potentiella förmåga att stödja liv1 3 6.

Betydelse för framtida forskning

En av de mest fascinerande aspekterna med plastisk is VII är dess möjliga koppling till en ännu mer extrem fas av vatten: den superjoniska fasen. I denna fas rör sig väteatomer fritt som i en vätska, medan syreatomerna förblir fasta. Den superjoniska fasen har föreslagits kunna existera djupt inne i isjättar som Uranus och Neptunus, där den kan påverka deras magnetfält och värmefördelning1 3.

Upptäckten av plastisk is VII är ett betydande steg framåt inom både planetologi och materialvetenskap, eftersom den ger nya ledtrådar om hur vatten beter sig under extrema förhållanden och öppnar dörren för vidare studier av exotiska faser av materia på andra världar.

Related Stories

Innovativ metod för att skapa hydrogeler som kan fungera i extrema temperaturer

Artificiell fotosyntes: Forskare knäcker naturens kod för ren energi

Forskare upptäcker att vattenmolekyler vänder sig innan de splittras