Лёд XXI

Лёд XXI — метастабильная форма льда, открытая в 2025 году^[1]. Наряду со льдом VI и льдом VII является одной из промежуточных фаз льда, получаемых при быстром сжатии воды при комнатной температуре.

В 2018 году учёные из Корейского исследовательского института стандартизации и естественных наук (KRISS) исследовали фазовые переходы воды при её многократном быстром сжатии-разжатии при комнатной температуре (298 K) и давлении 1,6 ГПа на сконструированной ими динамической алмазной наковальне (англ. Dynamic diamond anvil cell; dDAC), используя высокоскоростную съёмку для фиксации результатов. Ими было обнаружено пять различных путей превращений сверхсжатой воды в различные фазы льда и обратно в воду, три из которых включали лёд VI и VII, а также обе эти фазы. Однако в двух случаях одну из фаз льда идентифицировать не удалось.

В 2019 году один из участников группы корейских учёных Ким Ён Дже (англ. Kim Yong-Jae) оставил группу, присоединившись к Ливерморской национальной лаборатории (США). Однако к 2023 году корейцы продолжали эксперимент, в ходе которого продолжалось наблюдение неидентифицированной фазы льда, что заставило Кима вернуться к анализу данных опыта^[2]. Уже прибегнув к помощи Европейского рентгеновского лазера на свободных электронах, удалось обнаружить кристалл, структура которого не совпадала ни с одной из двадцати известных кристаллических фаз льда, включая их метастабильные разновидности. Это позволило назвать новую фазу льда «лёд XXI».

Кристаллическая структура объёмно-центрированная тетрагональная (по международной классификации ${\displaystyle I{\overline {4}}2d}$). Ячейка кристаллической решётки состоит из 152 молекул воды, a = b = 20,197 Å, c = 7,891 Å. Плотность 1,413 г/см³.