Wissenschaftler haben eine neue exotische Form von Eis entdeckt

Bisher sind 18 kristalline Eisformen bekannt, die sich in der Anordnung ihrer Atome unterscheiden. Jedoch,

Streng genommen sind diese nicht wirklich idealKristalle, sondern ungeordnete Systeme, in denen Wassermoleküle zufällig in unterschiedliche Raumrichtungen ausgerichtet sind. Eisarten, sogenannte Polymorphe, bilden sich je nach Druck und Temperatur und haben sehr unterschiedliche Eigenschaften. Beispielsweise unterscheiden sich ihre Schmelzpunkte um mehrere hundert Grad Celsius. Wissenschaftler vergleichen die Eisarten mit Diamant und Graphit, die beide aus reinem Kohlenstoff bestehen.

Jetzt sind es 19. Die Ergebnisse der Studie werden in der Zeitschrift Nature Communications veröffentlicht.

In Schneeflocken oder Eiswürfeln aus dem KühlschrankSauerstoffatome sind hexagonal. Diese Form wird Eis I genannt. Es gibt keine anderen Formen von Eis auf der Erdoberfläche, obwohl Wissenschaftler unter Laborbedingungen, die Temperatur und Druck ändern, andere kristalline Modifikationen erhalten - Polymorphe.

Formen von Eis VI und Eis VII unter hohem Druckwerden als Einschlüsse in Diamanten gefunden und wurden daher von der International Mineralogical Association (IMA) in die Liste der Mineralien aufgenommen. Viele Arten von Wassereis bilden sich in der Weite des Weltraums unter besonderen Druck- und Temperaturbedingungen. Sie finden sich beispielsweise auf Himmelskörpern wie Jupiters Mond Ganymed, der mit Eisschichten verschiedener Art bedeckt ist.

Durch Änderung der Bedingungen für die Kristallisation von Eis VI, nämlich durch Verlangsamung des Abkühlprozesses und Erhöhung des Drucks auf etwa 20 Kilobar, erhielten die Autoren eine Modifikation mit einer neuen Anordnung von Wasserstoffatomen - Eis XIX.

„Dabei fanden wir es klarEs gibt zwar Hinweise darauf, dass es sich um eine neue geordnete Variante handelt, deren Kristallstruktur konnten wir damals aber nicht aufklären“, erklärt Studienleiter Thomas Loerting.

In der aktuellen Studie haben die Autoren Erfolg gehabtgetan und unter Verwendung der Methode der Neutronenbeugung, die als Goldstandard zur Bestimmung der Kristallstruktur gilt. Dazu musste aus den Ergebnissen mehrerer tausend Messungen die beste Variante der Struktur ermittelt werden.

Eis XV und Eis XIX sind das erste verwandte Paar polymorpher Eisarten, bei denen das Sauerstoffgitter gleich ist, die Reihenfolge der Wasserstoffatome jedoch unterschiedlich ist.

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