新華社北京９月１１日電日本科學(xué)家最近發(fā)表論文說，在負(fù)壓和超低溫條件下，水冰可能會(huì)像棉花糖一樣，以蓬松輕盈的形式穩(wěn)定存在，這類前所未知的“氣凝膠冰”是已知密度最低的冰。

日本岡山理科大學(xué)對３００多種可能的晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行分子動(dòng)力學(xué)模擬，研究它們在負(fù)壓條件下的性質(zhì)，提出了氣凝膠冰的設(shè)想。他們認(rèn)為，在溫度接近絕對零度的負(fù)壓環(huán)境中，氣凝膠冰是固態(tài)水最穩(wěn)定的形式。相關(guān)論文發(fā)表在美國《化學(xué)物理雜志》上。

在不同溫度和壓力下，冰晶體里的水分子能以不同形式排列，地球上的普通冰有著六角形晶體結(jié)構(gòu)。人們已在實(shí)驗(yàn)室中發(fā)現(xiàn)了１７種冰結(jié)構(gòu)，其中只有兩種的密度低于普通冰。氣凝膠冰如能制備出來，將成為冰的第１８種形式，幫助理解極端條件下水分子的性質(zhì)。

此前研究認(rèn)為，如果水分子排列成沸石或氣體水合物晶體那樣的“籠架”結(jié)構(gòu)，有可能形成穩(wěn)定的冰。岡山大學(xué)研究人員模擬了２１９種沸石結(jié)構(gòu)和８４種氣體水合物結(jié)構(gòu)，并對沸石結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，使其變得更加疏松，設(shè)計(jì)出了氣凝膠冰結(jié)構(gòu)。

在氣凝膠冰晶體里，水分子就像立柱一樣，支撐起天花板與地板之間廣闊的空間。模擬顯示，密度約為液態(tài)水的一半時(shí)，氣凝膠冰比任何沸石結(jié)構(gòu)的冰都要穩(wěn)定，進(jìn)一步改造結(jié)構(gòu)還能使密度更低。

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