다이아몬드와 흑연의 관계와 같이, 동일한 화학 조성을 가지면서도, 얼음은 복수의 상이한 결정 구조를 가지고 있다.그 중에서도 저온 고압화로 물이 얼어 붙을 수 있는 얼음 III로 불리는 고압 얼음에서 이번 물과의 계면에 지금까지 알려지지 않았던 “새로운 물”의 층을 발견했다.

　본 연구그룹은 앤빌형 고압발생장치를 이용하여 물에 압력을 가함으로써 수중에서 고압빙을 생성하고 물의 가압·감압에 의해 유도되는 얼음 III의 성장·융해 과정을 편광 현미경을 사용하여 그 자리 관찰했다고 한다.그러면, 가압에 의해 성장하는 얼음 III의 계면 및 감압에 의해 융해되는 얼음 III의 계면에, 주위의 물과는 다른 유동성을 갖는 액체가 형성되는 것을 알 수 있었다.

　이 "새로운 물"은 얼음 표면상의 습윤성과 표면 패턴으로부터, 통상의 물과 비교하여 밀도가 크고, 통상의 물과는 섞이지 않는, 다른 구조를 갖는 액체인 것으로 추측되었다.과거에는 물 / 얼음 계면에서 물의 구조가 얼음에서 물로 연속적으로 변화하고 있다고 생각되었지만, 본 연구에서는 그 통설을 뒤집고 얼음 표면에는 정상적인 물과 ​​구조 상이한 "새로운 물"이 명확한 계면을 형성하면서 존재한다는 것이 직접 관찰에 의해 나타났다.

　본 성과는 물의 특이한 물성을 설명하기 위해 옛부터 논의되어 온 “우리가 아는 물과는 다른 구조를 가진 물의 존재”라는 가설의 검증에 새로운 길을 개척해 물의 물성 해명이나 물과 관련된 자연현상의 해명에 공헌할 것으로 기대된다.

논문 정보:【The Journal of Physical Chemistry Letters】High-Density Liquid Water at a Water–Ice Interface