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时时彩计划软件那种好: 我國科學家預言高密度鐵電新冰相

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記者從中國科學技術大學了解到,該??妥淌讜裳芯孔橛胙罱鵒?、袁嵐峰教授研究組及其合作者合作,理論預測了一個新的高密度鐵電冰相。研究成果發表在4月26日的《自然·通訊》上。

因為水分子之間存在氫鍵,而氫鍵的強度和位形可以在很大范圍內變動,所以水呈現出極其豐富的相圖。目前,實驗室中已經發現的不同溫度和壓強條件下的冰相多達18種。由于水分子具有偶極矩,多個水分子聚集時偶極矩可以疊加或抵消,因此有可能存在鐵電性的冰。人們已經證實冰XI相是具有較大偶極矩的鐵電相,而且認為它存在于天王星和海王星表面。然而,如果摻雜催化劑,普通結構的冰轉變成鐵電冰大約需要一萬年,因此鐵電冰相在自然界中是極為罕見的。

目前人類在實驗室中發現十六種冰相:冰II和冰III相是1900年在德國發現的;冰IV-VII相是1912-1937年間在美國發現的;冰VIII相是1966-1968年間在加拿大發現的……最近的冰XVII相是2016年在意大利發現的。到目前為止,尚沒有中國發現的冰相。

這項研究通過分子動力學和第一性原理的計算模擬發現:室溫時,在高壓和高電場強度的條件下,液態水可以自發形成一種高密度的新型鐵電冰晶體—“冰χ相”。自由能計算表明,在水相圖上的一個高壓低溫區,冰χ相是最穩定的結構。它位于冰II相和冰VI相之間,與冰V相接鄰。在這個意義上,冰χ是一個“被遺漏”的冰相。

鐵電冰χ相的預言不僅豐富了水在高壓區域的相圖,而且為尋找稀有的鐵電冰結構提供了理論指導。如果未來在實驗室中確實觀察到這種鐵電性冰χ相,不僅將增加人們對水科學的濃厚興趣,而且冰χ相將有可能成為冰相XVIII,從而填補中國發現冰相歷史中的空白。

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