都柏林大学学院 模拟中观察到的跳跃质子蒙太奇
学分:科学进步 来自都柏林大学(UCD)和萨斯喀彻温大学的一个国际研究小组观察到了高压形式的冰(冰七晶格)中的“质子跳跃”运动
这样的运动可能存在于行星体中，比如金星，连同木星、海王星和天王星，以及它们的卫星；或系外行星(太阳系外的行星)，由外部电场介导
这一冰中导电的发现有可能改变和增强我们对宇宙中高压冰的行为和分子动力学的理解，包括其所有不同的形式和不同的环境
这一发现已在一篇题为“在行星体外电场中实现超离子冰七的可能性”的科学论文中公布，该论文刚刚发表在《科学进展》杂志上，该杂志是一份同行评议的多学科开放科学期刊
普通的水冰被称为冰一，而冰七是一种立方晶体形式的冰，它可以由3加仑/分(30，000个大气压)以上的液态水通过将其温度降低到室温，或者通过将重水减压(D2O)而形成。冰六在95 K以下
Ice VII具有简单的结构，由两个互穿且有效独立的立方冰子晶格组成，并且在2 GPa以上的大范围区域内稳定
鉴于冰七的简单结构和稳定性，其作为超离子冰相的潜在候选物的重要性已经被假设了一段时间，在超离子冰相中，氧原子保持晶体有序，而质子由于分子内解离而变得完全扩散
此外，理论研究表明，在大型行星覆盖层，如天王星和海王星，以及系外行星，或那些以永久或短暂电场为特征的行星，如金星，可能存在硅冰
到目前为止，科学家们面临的挑战是实现SI-ice，而在Ice VII中“跳跃”质子的发现是由UCD化学和生物过程工程学院的尼尔·恩格里斯教授和他当时的博士后研究员Dr
兹登契克·福特拉，论文合著者，萨斯喀彻温大学谢约翰教授
UCD化学和生物过程工程学院的尼尔·英格利什教授说:“我们的新发现涉及到电场的应用，电场会使质子从其构成的母体水分子中分离出来，并使格罗特胡斯式的‘质子跳跃’从一个水分子跳到下一个水分子，在类似音乐椅的游戏中取代下一个链上的质子，从而建立电流或电荷流
" 他补充道，“这对于在各种行星和系外行星体中假设的冰七有着重要的意义，其特征是永久或短暂的电场，比如金星周围和木星的卫星，比如(富含水的)木卫二，尤其是木卫三
" “冰物理化学的这一发展有可能导致对宇宙中奇异的冰相进行光谱探测
" 外部电场中潜在的(非平衡的)分子模拟方法是有希望的，因为它们在设计用于固态器件物理的高级电荷传输材料方面具有潜在的用途
医生
现就职于捷克南波西米亚大学的兹登克·福特拉说:“通过与萨斯喀彻温大学谢约翰教授正在进行的研究合作项目，我们对电场对质子传导的分子操控有了很好的理论理解，这有助于我们对电荷流动的微观认识
" 萨斯喀彻温大学物理与工程物理系的谢永龄教授说:“我们的工作阐明了冰七中SI行为的原子和电子起源，它模仿了米洛特及其同事一年前发表在《自然》杂志上的最近的冰十八的激光冲击波实验
在宇宙中，我们注意到金星有一个永久的电场，这可能会严重影响其上任何水的微观行为
" “这一解释也解释了为什么在施加电场时可以看到这些质子跳跃
因此，这项研究能够为一个先前令人困惑的问题提供一个清晰而一致的解释——制造超离子冰的“方式和原因”
" 英格力教授总结道:“我们要感谢UCD大学提供的高性能计算支持和设施，以及冰物理全球社区中富有远见的从业者的通力合作
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