我们的科学家发现了新的氢和水的化合物

29日，记者从中国科学院合肥材料科学研究所获悉，固体物理研究所计算物理与量子材料研究部极端环境量子物质中心团队，利用金刚石砧高压实验技术，结合原位拉曼光谱实验技术、原位X射线衍射实验技术和第一性原理，对一种新型氢氧化物的形成过程和结构性质进行了计算研究。研究结果发表在国际著名期刊《物理学评论快报》上。

固体水分子由于氢键的存在，容易形成三维骨架结构。在自然或人为极端条件下，水分子很可能与其他小气体分子缔合，产生各种构型和结构。纯水以在77 K-300 K的温度和压力范围内存在至少3个非晶相和16个晶相而闻名，具有非常复杂的相图。这种结构多样性也适用于不同的水合物。气体分子可以通过范德华力和水的笼状结构相互作用形成稳定的气体水合物，这使得水本身成为气体储存/分离的潜在材料。比如深海沉积物中有大量的天然气水合物。氢氧化物在行星的形成和演化中起着重要的作用。

研究表明，纯氢和纯水在120万个大气压和298K下形成一种新型水合物，水合物中氧原子的亚晶格排列与纯水固相相同，而水合物中的氢分子位于氧原子组成的六环腔中。整个水合物的空间对称性满足三角形R3c或R-3c空间群(质子有序或无序)，分子式为(H2O) 6H2。

拉曼光谱和理论计算揭示了氢在本研究揭示的新相C1中的无序性质，它不同于众所周知的有序相C1。当压力增加或温度降低时，这种新结构将转变为C1相。也可以认为是有序冰的无序结构，它不同于所有其他已发现的有序冰结构，是一种新型的无序冰结构。