При определенных условиях замораживания австрийские ученые выявили новую кристаллическую структуру воды, получившую название лед-XIX.
Вода, замерзая, формирует кристаллические структуры различного типа, которые характеризуются специфическим расположением атомов кислорода и водорода. При стандартных условиях образуются гексагональные кристаллы льда-I, однако при изменении температуры и давления могут возникать и другие фазы льда. Всего известно 18 элементов, некоторые из которых находятся глубоко в недрах Земли, а другие — на других небесных телах или получены в лаборатории.
Команду Томаса Лёртинга из Инсбрукского университета в Австрии можно назвать первооткрывателями нескольких экзотических фаз льда. Ещё несколько лет назад в их лаборатории был синтезирован новый вариант льда-VI, формирующийся при более медленном замерзании и под воздействием повышенного давления. Этот вариант отличался настолько уникальными свойствами, что исследователи предложили классифицировать его как отдельную фазу — лёд-XIX. Однако, для официального признания требовалось достоверное определение его кристаллической структуры.
Значительная нестабильность, свойственная новой фазе льда, серьезно осложнила решение поставленной задачи. Решить ее удалось лишь недавно, об этом Лёртинг и его соавторы сообщают в статье, опубликованной в журнале Nature Communications. Для этого ученые воспользовались дифракцией нейтронов на кристалле льда-XIX. Для экспериментов использовали дифрактометр HRPD, работающий в британской Лаборатории Резерфорда — Эплтона.
Структура кристалла имеет некоторое сходство с льдом-XV, поскольку атомы кислорода в них расположены одинаково. Однако распределение атомов водорода существенно отличается. Таким образом, можно утверждать не только об открытии новой, 19-й фазы льда, но и о первой находке «родственных» фаз. Томас Лёртинг отмечает, это уже четвертая кристаллическая модификация льда, идентифицированная учеными Инсбрукского университета.