近日，中國科學(xué)院深?？茖W(xué)與工程研究所深海極端環(huán)境模擬研究實(shí)驗(yàn)室研究員周義明作為共同作者在Review of Scientific Instruments上發(fā)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(tǒng)方面有了新進(jìn)展。

在論文中，研究人員設(shè)計(jì)了一種新型熱液金剛石壓腔(HDAC-VII)及其配套冷卻系統(tǒng)。相對(duì)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(shí)驗(yàn)中窗口結(jié)霜等問題。其配套的冷卻系統(tǒng)可以使樣品腔冷卻到-170oC，測(cè)溫準(zhǔn)確度為±0.5oC，最低冷卻速率為0.1oC/min。研究者應(yīng)用HDAC-VII壓腔及冷卻系統(tǒng)，原位觀測(cè)到了I、III和V號(hào)冰融化過程（如圖），及開展了鋰云母的結(jié)晶實(shí)驗(yàn)研究，證明了實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和有效性。該類型壓腔的研發(fā)，擴(kuò)大了HDAC的應(yīng)用范圍，使之具備開展精細(xì)冷凍實(shí)驗(yàn)的能力，方便測(cè)定不同流體體系的熱力學(xué)參數(shù)，以較大地促進(jìn)地質(zhì)流體科學(xué)的發(fā)展。

應(yīng)用HDAC原位觀測(cè)到的I、III、V號(hào)冰的融化過程，測(cè)定V號(hào)冰最終融化溫度為-11.9 oC，對(duì)應(yīng)當(dāng)時(shí)水的密度為1.15 g/cm3