科学家们创造了一种全新的冰，它既不漂浮也不下沉，而且比任何其他类型的冰都更像液态水。 它甚至可以通过提供对塑造土星 和木星卫星海洋的过程的洞察来提供地球以外生命的线索，一些科学家认为那里可能存在外星生物。 新形式的冰是无定形的，这意味着与普通的晶体冰不同，分子以规则的模式排列，它的分子处于无序的形式，类似于液体。研究人员认为，由于木星等气态巨行星施加的潮汐力，普通冰在外太阳系 的冰卫星中可能会受到类似的剪切力。 这些世界极其寒冷的海洋提供了接近复制伦敦大学学院（UCL）和剑桥大学科学家在他们的新实验中使用的条件。

奇怪的是，科学家们创造了一种全新的冰，它既不漂浮也不下沉，而且比任何其他类型的冰都更像液态水

冰的新形式是无定形的，在晶体冰中，分子以规则的方式排列，它的分子处于无序的形式，类似于液体

理论是，如果这些冰确实存在，也许在冰工作表的裂缝中，它可能对潜在的外星生命产生影响。 这是因为这种新型冰的特性之一是它在创造过程中储存了大量的能量，同时也在破坏过程中释放了大量的能量。这种能量的爆发对构造如何在这些卫星上工作产生了连锁反应，也可能对外星生物产生影响。 资深作者，伦敦大学学院的Christoph Salzmann教授说：水是所有生命的基础。“我们的存在取决于它，我们发射太空任务寻找它，但从科学的角度来看，它知之甚少。

我们知道有20种晶体形式的冰，但以前只发现了两种主要类型的无定形冰，称为高密度和低密度无定形冰。 它们之间有一个巨大的密度差距，公认的智慧是在这个密度差距内不存在冰。 这是因为液态水的密度位于中间，因此科学家认为不可能形成冰。 但研究人员发现，在他们的实验中产生的冰的密度正好介于其他两种已知形式的无定形冰之间，几乎与液态水的密度完全相同。他们将这种新类型的冰命名为中密度无定形冰（MDA）。 在他们的实验中，伦敦大学学院和剑桥大学的研究人员使用了一种称为球磨的过程-在冷却到-200摄氏度的jar中大力摇晃普通冰和钢球。 而不是最终普通冰的小块，这个过程产生了一种新颖的无定形形式的冰。 共同作者，伦敦大学学院的Andrea Sella教授说：我们已经证明有可能创造出一种看起来像定格的水。这是一个意想不到的、相当惊人的发现

在分子水平上：与普通结晶冰（右）相比，新型冰在分子结构上与液态水（左）非常相似

通过深入了解土星和木星卫星的海洋形成过程，一些科学家认为那里可能存在外星生物。图为土星最大的卫星泰坦

由于木星等气态巨行星施加的潮汐力，普通的冰可能会在外太阳系的冰卫星中受到力。图为木星冰冷的卫星欧罗巴

Salzmann教授补充说：我们的研究表明MDA的密度正好在这个密度差距内。 这一发现可能对我们对液态水及其许多异常现象的理解产生深远的影响。 剑桥大学Yusuf Hamied化学系的主要作者Angelos Michaelides教授说：一般来说，非晶态冰据说是宇宙中最丰富的水形式。 比赛现在开始了解它有多少是MDA，以及MDA在地球物理上有多活跃。 这项研究发表在《科学》杂志上。

冰是如何形成的？

水是由两个氢原子结合在一个氧原子上组成的。 然而，由于这些分子中电子的不均匀分布，氢原子带微弱的正电荷，而氧原子带负电荷。 这使液态水具有许多不同寻常的特性，但也会影响其冻结时的晶体结构。 一旦温度下降到水的冰点以下，分子上的电荷就会导致它形成一个开放的晶格结构，这就是为什么水在结冰时会膨胀。 当压力或摩擦导致薄薄的一层冰融化，从而减少表面的牵引力时，它就会变得光滑。

其他19种形式的冰是什么？

冰Ih-正常的六角形晶体冰。生物圈中几乎所有的冰都是冰Ih，只有少量的冰Ic除外。

冰II-具有高度有序结构的菱形晶体形式。由冰Ih在190-210 K温度下压缩形成。加热时，它会转化为冰III。

冰III-一种四方结晶冰，由水在300 MPa下冷却到250 K形成。高压相中密度最小。比水致密。

冰IV-一种亚稳态菱形体相。它可以通过在810MPa的压力下缓慢加热高密度无定形冰而形成。没有成核剂不易形成。

冰V-单斜晶相。由冷却水在500 MPa253 K形成。所有相中最复杂的结构。

冰VI-四方结晶相。由冷却水形成，270 K1.1GPa。显示德拜弛豫。

冰VII-立方相。氢原子的位置是无序的。表现出德拜弛豫。氢键形成两个相互穿透的晶格。

冰VIII-冰VII的更有序版本，其中氢原子处于固定位置。它由冰VII通过将其冷却到5 C（278 K）以下而形成。

冰IX-一种四方相。由冰III逐渐形成，从208 K冷却到165 K，稳定在140 K以下，压力在200MPa至400MPa之间。它的密度为1.16g/cm3，略高于普通冰。

冰X-质子有序的对称冰。形成约70 GPa。

冰XI-六方冰的正交低温平衡形式。它是铁电的。Ice XI被认为是冰Ih最稳定的结构。自然转变过程非常缓慢，在南极冰中发现了冰XI 100至10,000年。该研究表明，冰XI形成的温度低于-36 C（240 K）。

冰XII-一种四方、亚稳态、致密的晶体相。在冰V和冰VI的相空间中观察到。它可以通过将高密度无定形冰从77 K加热到810兆帕的183 K来制备。它的密度在127 K为1.3克cm-3（即密度约为水的1.3倍）。

冰XIII-单斜晶相。由冷却水在500 MPa130 K以下形成。冰V的质子有序形式。

冰XIV-正交晶体相。在1.2 GPa的118 K下形成。冰XII的质子有序形式。

冰XV-质子有序形式的冰VI由冷却水在1.1 GPa下形成约80108 K。 冰十六-水的密度最小的晶体形式，拓扑等效于sII包合物水合物的空结构。

冰XVIII-一种水，也称为超离子水或超离子冰，其中氧离子形成晶体结构，而氢离子自由移动。

冰XIX-另一种质子有序形式的冰VI由冷却水以大约2 GPa的100 K形成。