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冰导电吗(怪异的超离子冰)

时间:2024-11-02 18:36:48  100人浏览 

怪异的超离子冰

导电的”“烫手的”“黑色的”这些形容词不论哪一个,都跟冰风马牛不相及,但是最近科学家制造的一种怪异的冰,却同时具有这三种属性。

这种冰叫超离子冰,是一种新发现的水的存在形式。这种冰很难制造。科学家用世界上最强大的激光轰击一滴水,产生冲击波,将水的压强提高到数百万个大气压,温度提高到几千摄氏度,才把它制造出来,而且它仅存在了百万分之一秒。在如此高的温度下,水本来应该变成一缕蒸汽,但因为压强如此之大,它被硬生生压成了固态的冰。

当然,这是一种非常与众不同的冰。我们知道,水分子由两个氢原子和一个氧原子组成。在普通的冰中,相邻水分子中的两个氧原子通过一个氢原子相连(化学上叫氢键),形成以氧原子为角的六边形晶格,氢原子也位于六边形的每条边上。但是在超离子冰中,单个的水分子已经破裂。氧离子被挤压形成固定的立方体晶格,但氢离子已经不再被束缚在晶格的边上,而是能在各个刚性“笼子”之间自由流动。所以,超离子冰一部分是固体,一部分是液体。

因为有自由的离子,所以超离子冰像金属一样能够导电,其中氢离子扮演了金属中电子的角色。

超离子冰的密度差不多是普通冰的四倍,而且不透明,是黑色的。

虽然在地球上,超离子冰极难制造,且存在时间极短,但科学家相信,它可能是宇宙中最丰富的水的存在形式之一。至少在整个太阳系中,天王星和海王星内部的高温、高压条件完全适合制造超离子冰。那里以超离子冰形式存在的水,可能比地球、木卫二等星球上液态水的总和都多。