中国科技报 07月10日 01:53
[国 际] “太空冰”内部暗藏纳米级结晶
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英国剑桥大学与伦敦大学学院的研究团队发现,宇宙中广泛存在的“太空冰”并非完全无序,而是隐藏着纳米级微晶。这项研究颠覆了科学界对“太空冰”的传统认知,为研究行星形成、星系演变等宇宙过程提供了新视角。通过计算机模拟和实验验证,研究人员发现了“太空冰”内部约3纳米宽的微晶体结构,并揭示了其独特的“半晶体”特性。这一发现不仅有助于解释水的异常特性,还在航天领域具有潜在应用价值,例如作为辐射防护材料或分解为氢氧燃料。

🧊 传统认知认为“太空冰”因低温冻结而无法形成晶体结构,但最新研究发现其内部存在约3纳米宽的微晶体。

🔬 研究团队通过计算机模拟与实验验证,采用“复结晶”实验方法,发现了“太空冰”晶体结构保留原始特征,具有“记忆指纹”。

🌌 “太空冰”为研究行星形成、星系演变等宇宙过程提供了新视角,有助于解释水的诸多异常特性。

🚀 这种“半晶体”结构在航天领域具有应用潜力,可用作辐射防护材料,或分解为氢氧燃料。

并非像水一样完全无序

低密度无定形冰结构中有许多微小晶粒(白)隐藏在非晶材料(蓝)内(艺术概念图)。 图片来源:英国剑桥大学

    科技日报北京7月9日电 (记者刘霞)英国剑桥大学与伦敦大学学院联合团队的一项最新研究发现,宇宙中普遍存在的“太空冰”,其内部暗藏纳米级结晶,而并非此前认为的那样是像液态水一样完全无序的物质。这一发现颠覆了科学界对“太空冰”的认知,或将对诸多研究领域产生深远影响。相关论文发表于最新一期《物理评论B》。

    彗星、冰卫星乃至星际尘埃云里的“太空冰”,与地球上的冰截然不同。过去半个世纪,科学界始终认为,这些“太空冰”因低温冻结而无法形成晶体结构。但最新研究通过计算机模拟与实验验证,首次捕捉到这些神秘冰体内部存在约3纳米宽(相当于DNA单链宽度)的微晶体。

    团队采用“复结晶”实验方法时获得关键突破:当对不同来源的无定形冰样本加热时,发现其晶体结构竟保留着原始形成的特征,就像一种“记忆指纹”,而真正完全无序的冰体并不具备这种特性。

    团队认为,这一发现具有多重深远意义。这些漂浮在宇宙中的“太空冰”就像星际信使,为研究行星形成、星系演变等宇宙过程提供了新的视角。此外,它们特殊的“半晶体”结构可能解释水的诸多异常特性。而且,这种“太空冰”在航天领域极具应用潜力,既可作为辐射防护材料,又能分解为氢氧燃料。

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