近日,中國科學院深海科學與工程研究所深海極端環境模擬研究實驗室研究員周義明作為共同作者在Review of Scientific Instruments上發表了題為A new type of hydrothermal diamond-anvil cell with cooling system 的文章。該研究在熱液金剛石壓腔冷卻系統方面有了新進展。
在論文中,研究人員設計了一種新型熱液金剛石壓腔(HDAC-VII)及其配套冷卻系統。相對于之前類型的壓腔,HDAC-VII具有更小的體積,方便開展激光拉曼、X射線吸收光譜和熒光光譜等原位分析,解決了冷卻實驗中窗口結霜等問題。其配套的冷卻系統可以使樣品腔冷卻到-170oC,測溫準確度為±0.5oC,最低冷卻速率為0.1oC/min。研究者應用HDAC-VII壓腔及冷卻系統,原位觀測到了I、III和V號冰融化過程(如圖),及開展了鋰云母的結晶實驗研究,證明了實驗系統的穩定性和有效性。該類型壓腔的研發,擴大了HDAC的應用范圍,使之具備開展精細冷凍實驗的能力,方便測定不同流體體系的熱力學參數,以較大地促進地質流體科學的發展。
應用HDAC原位觀測到的I、III、V號冰的融化過程,測定V號冰最終融化溫度為-11.9 oC,對應當時水的密度為1.15 g/cm3