【ヴォイニッチの科学書】　第672回　エアロアイス～空気より軽い氷


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2017年9月23日　第672回　エアロアイス～空気より軽い氷

岡山大学の研究チームが、理論上は空気より軽い氷を作ることもできることをコンピューターシミュレーションで発見しました。実際に作り出されたことはありませんが、理論上は水の結晶の密度には下限が無いようです。

氷を圧縮して密度を高めると、分子レベルで構造が変化し、そのバリエーションは 13 種類見つかっています。家庭のフリーザーでできる氷は、雪と同じ六角形の分子配列をしていますが、それもバリエーションの一つです。逆に、氷を引き延ばした場合にも構造は変化しますが、実験が難しいので、今のところ結晶構造は2 種類しかみつかっていません。岡山大学の研究者らはもっとたくさんのバリエーションがあるのではないかと想定しました。　

ケイ素結晶などの情報を参考にして、コンピューター上で希薄な氷の推定構造を設計し、シミュレーションでそれが現実世界で安定して存在しうるかどうかを確認することを繰り返しました。300 種類もの構造をシミュレーションした結果、現実世界で存在可能な構造がいくつもみつかり、著しく低密度な構造も可能性としてありうることがわかりました。空気のように希薄な氷も成立することがわかり、エアロアイスと名付けられた最も密度の低い氷は空気よりも軽いものでした。エアロアイスを実際に作る方法はまだ発見されていない点が残念です。　

下の写真はエアロアイスの内部のコンピューターグラフィックスによる想像図です。赤い球は酸素原子、緑色の球は水素原子で、すき間が非常に多いことがわかります。

第672回　エアロアイス～空気より軽い氷

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