近日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)“千人計劃”教授曾曉成研究組與大連理工大學(xué)教授趙紀(jì)軍研究組合作，通過理論研究預(yù)言了一種新的氣體水合物和冰相，研究成果發(fā)表在2月12日的《科學(xué)進展》上。

　　目前，人們在海底和凍土層發(fā)現(xiàn)了巨大的天然氣水合物儲量。據(jù)保守估計，自然界中天然氣水合物中貯存的天然氣總量約為其它化石燃料儲量總和的兩倍，是一種具有良好前景的后續(xù)清潔能源。因此，對氣體水合物的研究在能源和環(huán)境領(lǐng)域有著非?，F(xiàn)實的意義。

　　兩個研究組通過計算模擬發(fā)現(xiàn)，水分子可以形成一種新的具有立方結(jié)構(gòu)的晶體，將其命名為III型氣體水合物。與已知的I型、II型和H型氣體水合物相比，這種新型氣體水合物具有較小的密度且含有較大的空腔，可以容納較大的氣體分子，如正十二面烷分子。理論計算表明，內(nèi)嵌正十二面烷分子的III型氣體水合物的結(jié)構(gòu)是熱力學(xué)穩(wěn)定的，而不含氣體分子的空心III型氣體水合物在一定的負(fù)壓區(qū)間內(nèi)也可以保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

　　縱觀已知冰相的發(fā)現(xiàn)簡史：從1900的冰II相到2014年的冰XVI相，這些冰相是被德國、美國、加拿大、日本和英國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)的。如果在未來的實驗中制備出空心III型氣體水合物，那么它將有可能成為一種新的冰相結(jié)構(gòu)并作為冰XVII相的候選，從而有可能填補中國在發(fā)現(xiàn)新冰相史中的空白。

　　上述研究得到中國科學(xué)院、國家自然科學(xué)基金委員會、教育部以及中組部千人計劃等項目的資助。