奇异的四面晶体，一种稀有的冰被创造出来，被命名为“冰19”

冰的第十九种形态

原子的排列方式不同，会导致物质的属性截然不同，就像钻石和石墨一样。这种情况也同样发生在“冰”上，此前科学家就已经确认了18种不同形态的冰，近日，第19种形态的冰又被确认了。

冰19的由来

通常给一种新的冰形式命名，就需要确切地阐明它的晶体结构，这意味着找出晶体最简单的重复结构，其中所有原子都位于该结构内，以及晶体结构的对称性是什么。只有当所有这些都知道了，才可以给新发现的冰命名，所以iceXIX（冰19）就是这么得来的。

iceXIX（冰19）一种稀有的冰，奇异的四面晶体，是在超低温和超高压下形成的。它目前只存在于实验室中，是奥地利因斯布鲁克大学的物理化学教授带领科研团队研发出来的。iceXIX揭示了更多关于其他形式冰的形态，这些冰或许可以在地幔深处以及非常寒冷的行星和卫星上找到。

冰是一种多晶型物质

我们都熟悉美丽的六边形雪花，这种雪花反映了水冰晶体中氧原子的六边形排列。 规则的六面冰晶（I型冰）实际上只是其多种形式中的一种，因此也被称为多晶型物。

虽然冰看起来很简单，但它其实是很复杂的东西。例如，六面冰晶的水分子中只有氧原子形成六边形，而氢原子则围绕它们随机排列。这种无序的冰的特性之一是它们在压力下会变形，也就是冰川流动的原因。

相反，冰的其他几种多晶型物中的氢原子也具有自己的晶体图案，它们被称为“氢序”或“ H序”，与无序冰不同，H序冰非常脆，会破碎而不是变形。新发现的冰的第19种形式是H有序冰；事实上，它是无序冰的H序形式，被称为iceVI，它有一个随机的氢原子模式。iceVI还有另一种H序多形性，iceXV，其中的氢原子排列方式完全不同。

IceVI（冰6）、IceXV（冰15）和IceXIX（冰19）在密度上都非常相似，因为它们共享相同类型的氧原子网络。但是它们在氢原子的位置上有所不同。这是首次发现冰多晶型物之间存在这样的关系，它可以让实验研究一种形态和另一种形态之间的转变。

三年前第一次制造出来iceXIX

奥地利因斯布鲁克大学的科研团队在三年前的实验室实验中第一次制造出了iceXIX，方法是将ice XV的冷却过程减缓到零下170℃，并将压力大幅提高到大约2千帕。但他们对晶体结构的细节一无所知，直到他们能够通过一种称为中子衍射的过程来研究它，这种过程可以通过反射中子流来揭示材料的原子结构，并检查由此产生的衍射图案。

在正常情况下，中子衍射需要用含有额外中子的重水（也称为氧化氘，分子式D2O）取代样品中的水。纯重水不适合ice XIX实验，因为它冻结的速度要慢得多。这一突破是在重水中加入了普通轻水的一小部分，以产生冻结迅速但仍允许中子衍射的水。

对冰结构了解的重要性

水冰的结构是氢键性质的关键，这对于人类了解天体也很重要，例如发现巨冰的天王星和海王星、以及木星的冰冷卫星（木卫二，木卫一和木卫三)），因为在那里发现了其他一些冰的形态。

在天体物理学中，了解冰的密度和性质，有助于理解这些天体的冰幔或冰核的形成。