Wetenschappers hebben een nieuwe exotische vorm van ijs ontdekt

Tot nu toe zijn er 18 kristallijne vormen van ijs bekend, die verschillen in de rangschikking van hun atomen. Echter,

Strikt genomen zijn deze niet echt ideaalkristallen, maar wanordelijke systemen waarin watermoleculen willekeurig in verschillende ruimtelijke richtingen zijn georiënteerd. IJssoorten, bekend als polymorfen, vormen zich afhankelijk van de druk en temperatuur en hebben zeer verschillende eigenschappen. Hun smeltpunten verschillen bijvoorbeeld enkele honderden graden Celsius. Wetenschappers vergelijken de soorten ijs met diamant en grafiet, die beide zijn gemaakt van pure koolstof.

Nu zijn er 19. De resultaten van het onderzoek zijn gepubliceerd in het tijdschrift Nature Communications.

In sneeuwvlokken of ijsblokjes uit de koelkastzuurstofatomen zijn zeshoekig. Deze vorm wordt ijs I genoemd. Er zijn geen andere vormen van ijs op het aardoppervlak, hoewel wetenschappers in laboratoriumomstandigheden, door de temperatuur en druk te veranderen, andere kristallijne modificaties krijgen - polymorfen.

Vormen van ijs VI en ijs VII onder hoge drukkomen voor als insluitsels in diamanten en zijn daarom door de International Mineralogical Association (IMA) aan de lijst van mineralen toegevoegd. In de uitgestrekte ruimte vormen zich onder speciale druk- en temperatuuromstandigheden veel soorten waterijs. Ze worden bijvoorbeeld gevonden op hemellichamen zoals de maan Ganymedes van Jupiter, die bedekt is met verschillende soorten ijslagen.

Door de omstandigheden voor de kristallisatie van ijs VI te veranderen, namelijk door het koelproces te vertragen en de druk te verhogen tot ongeveer 20 kilobar, hebben de auteurs een modificatie verkregen met een nieuwe opstelling van waterstofatomen - ijs XIX.

“Dat vonden we duidelijkbewijs dat dit een nieuwe geordende variant is, maar we konden de kristalstructuur destijds niet achterhalen”, legt onderzoeksleider Thomas Loerting uit.

In de huidige studie zijn de auteurs geslaagdgedaan, en met behulp van de methode van neutronendiffractie, die wordt beschouwd als de gouden standaard voor het bepalen van de kristalstructuur. Hiervoor was het nodig om de beste variant van de structuur te vinden uit de resultaten van enkele duizenden metingen.

Ice XV en Ice XIX zijn het eerste verwante paar polymorfe ijssoorten waarin het zuurstofrooster hetzelfde is, maar de volgorde van de waterstofatomen is anders.

Lees verder

De eerste nauwkeurige kaart van de wereld is gemaakt. Wat is er mis met de rest?

Wetenschappers hebben voor het eerst vastgelegd hoe planeten zich vormen rond sterren met een lage massa

Er is een anti-verouderingsmedicijn ontdekt dat verouderde cellen verwijdert