Ученые открыли новую фазу льда Ice XXI при комнатной температуре

Южнокорейские ученые из Института стандартов и науки (KRISS) впервые зафиксировали, как вода многократно замерзает и тает при сверхвысоком давлении свыше 2 ГПа, оставаясь при комнатной температуре. Эти быстрые изменения происходили в микросекундном масштабе.

Это достижение привело к идентификации совершенно нового пути кристаллизации воды и открытию ранее неизвестной фазы льда. Новая структура получила название Ice XXI, став 21-й кристаллической формой льда.

Обычно вода превращается в лед при температуре ниже 0°C, но давление также может вызывать кристаллизацию. При комнатной температуре вода, сжатая выше 0,96 ГПа, превращается в лед VI.

За последние 100 лет ученые идентифицировали 20 различных кристаллических фаз льда, регулируя давление и температуру. Зона между атмосферным давлением (0 ГПа) и 2 ГПа считается одной из самых сложных областей фазовой диаграммы воды.

Группе KRISS удалось создать сверхсжатое жидкое состояние, в котором вода оставалась жидкостью при комнатной температуре, несмотря на давление более 2 ГПа. Это стало возможным благодаря динамической алмазной наковальне (dDAC), которая сократила время сжатия до 10 миллисекунд.

В сотрудничестве с European XFEL ученые наблюдали кристаллизацию сверхсжатой воды с микросекундной точностью. Переходы происходили через новую фазу льда — Ice XXI.

Исследователи определили детальную структуру Ice XXI, которая имеет необычно большую и сложную элементарную ячейку по сравнению с другими известными фазами.

Доктор Ли Юн Хи отметил: «Плотность Ice XXI сравнима с высокодавленными ледяными слоями внутри ледяных лун Юпитера и Сатурна. Это открытие может дать новые ключи к исследованию происхождения жизни в экстремальных условиях космоса».

Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature Materials в октябре 2025 года.