9月7日消息，《Nature Materials》当日发表研究论文"Ultrahigh pressure phase transition in ice"，由Israel Osmond、Mikhail A. Kuzovnikov、Andreas Hermann、Ross T. Howie等组成的国际团队完成。
致密冰研究领域长期悬而未决的问题之一，是立方冰X在压力诱导下发生对称性破缺、转变为正交晶体结构的理论预言始终未获实验实现。研究团队通过金刚石对顶砧（DAC）实验，结合同步辐射X射线衍射与拉曼光谱，证明对称化之后冰X的晶体结构会随压力持续畸变；当压力超过308（5）GPa时，观测到一级相变生成新相冰XXII——其结构与长期预言的正交Pbcm对称性结构一致，且在至少340（5）GPa压力下保持稳定。
冰XXII由此成为实验上观测到的最致密H2O多形体。在室温下，冰X在极端压力下先发生晶格畸变、再转变为冰XXII的路径，为水在超高压下的氢键对称化与失稳机制提供了完整实验证据链。
这类数百GPa的极端条件研究并不只是地球物理兴趣：巨行星（如天王星、海王星及系外冰巨星）内部的水处于 comparable 的温度压力区间，其状态方程与相行为直接决定行星内部结构与磁场生成模型；同时，氢键体系在极端压缩下的对称化行为是检验密度泛函理论等计算方法的基准体系，对高压化学与含能材料研究具有方法学价值。
（来源：Nature Materials）