Temperature-dependent kinetic pathways featuring distinctive thermal-activation mechanisms in structural evolution of ice VII
Notice bibliographique
Résumé
Ice amorphization, low- to high-density amorphous (LDA-HDA) transition, as well as (re)crystallization in ice, under compression have been studied extensively due to their fundamental importance in materials science and polyamorphism. However, the nature of the multiple-step "reverse" transformation from metastable high-pressure ice to the stable crystalline form under reduced pressure is not well understood. Here, we characterize the rate and temperature dependence of the structural evolution from ice VII to ice I recovered at low pressure (∼5 mTorr) using in situ time-resolved X-ray diffraction. Unlike previously reported ice VII (or ice VIII)→LDA→ice I transitions, we reveal three temperature-dependent successive transformations: conversion of ice VII into HDA, followed by HDA-to-LDA transition, and then crystallization of LDA into ice I. Significantly, the temperature-dependent characteristic times indicate distinctive thermal activation mechanisms above and below 110-115 K for both ice VIII-to-HDA and HDA-to-LDA transitions. Large-scale molecular-dynamics calculations show that the structural evolution from HDA to LDA is continuous and involves substantial movements of the water molecules at the nanoscale. The results provide a perspective on the interrelationship of polyamorphism and unravel its underpinning complexities in shaping ice-transition kinetic pathways.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
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