11 月 8 日消息，科技媒體 phys 於 10 月 10 日發布博文，報道稱水的固態形式遠比我們想像的複雜。由韓國標準與科學研究院（KRISS）領導的國際團隊宣布發現了第 21 種冰相（Ice phase），並將其命名為「冰 XXI」。
在標準大氣壓下，我們熟悉的冰是唯一的固態水，只有在 0°C 以下才會結冰。KRISS 主導的國際科研團隊顛覆了這一認知，證明除了溫度，極端壓力也是改變水分子結構、使其結晶成冰的關鍵因素。這一突破不僅為我們對水的理解增添了新的維度，也標誌著人類在材料科學領域的又一重要進展。
實際上通過調整溫度和壓力，科學家可以迫使水分子以不同的方式堆疊，形成結構各異的晶體，這些不同的固態結構被稱為「冰相」。
在過去一個世紀裡，科學界已經識別出至少 20 種不同的冰相。「冰 XXI」的發現，使這個獨特的「家族」成員數量增加到了 21 個，進一步揭示了水這種地球上最常見物質的複雜與神奇。
創造「冰 XXI」的關鍵在於一項名為「動態金剛石壓砧（dDAC）」的尖端技術。與傳統設備緩慢加壓的方式不同，dDAC 能在短短 10 毫秒內，對水樣品施加高達 2 吉帕（GPa）的巨大壓力，這相當於近 2 萬倍的地球表面大氣壓。
這種快速而精確的壓縮方式，避免了在加壓過程中出現不必要的結晶，從而迫使水分子形成了一種前所未見的、結構更複雜的晶體形態，也就是「冰 XXI」。
為了捕捉這一瞬息萬變的過程，團隊使用了歐洲 XFEL 的超快 X 射線脈衝，其功能類似於一架能以每秒百萬幀速度拍攝的超級攝像機。
在僅 10 毫秒的加壓和 1 秒的減壓循環中，X 射線雷射以微秒級的間隔記錄下水分子的結構變化，清晰地製作出冰 XXI 形成的「分子電影」。後續在 PETRA III 光束線上的實驗則精確測定了其晶體結構。
分析結果顯示，冰 XXI 具有一種獨特的四方晶體結構，其重複單元（即晶胞）異常巨大，這與所有已知的冰相都截然不同。研究人員指出，液態水在超高壓下結晶成何種結構，取決於其被「過壓縮」的程度。這一發現表明，水的結晶路徑比之前預想的要複雜得多，可能存在更多未知的高溫亞穩態冰相。
