“太空冰”内部暗藏纳米级结晶

低密度无定形冰结构中有许多微小晶粒（白）隐藏在非晶材料（蓝）内（艺术概念图）。图片来源：英国剑桥大学

英国剑桥大学与伦敦大学学院联合团队的一项最新研究发现，宇宙中普遍存在的“太空冰”，其内部暗藏纳米级结晶，而并非此前认为的那样是像液态水一样完全无序的物质。这一发现颠覆了科学界对“太空冰”的认知，或将对诸多研究领域产生深远影响。相关论文发表于最新一期《物理评论B》。

彗星、冰卫星乃至星际尘埃云里的“太空冰”，与地球上的冰截然不同。过去半个世纪，科学界始终认为，这些“太空冰”因低温冻结而无法形成晶体结构。但最新研究通过计算机模拟与实验验证，首次捕捉到这些神秘冰体内部存在约3纳米宽（相当于DNA单链宽度）的微晶体。

团队采用“复结晶”实验方法时获得关键突破：当对不同来源的无定形冰样本加热时，发现其晶体结构竟保留着原始形成的特征，就像一种“记忆指纹”，而真正完全无序的冰体并不具备这种特性。

团队认为，这一发现具有多重深远意义。这些漂浮在宇宙中的“太空冰”就像星际信使，为研究行星形成、星系演变等宇宙过程提供了新的视角。此外，它们特殊的“半晶体”结构可能解释水的诸多异常特性。而且，这种“太空冰”在航天领域极具应用潜力，既可作为辐射防护材料，又能分解为氢氧燃料。