冰是一種非常複雜的物質，它有多種多態的修飾，隨著科學家的逐步探索發現，冰的數量不斷增加。冰的物理性質也有很大的不同：例如，氫鍵在高壓下變得對稱，使得無法區分單個水分子，而低壓會導致質子紊亂，使水分子在晶體結構中處於多種可能的空間方向。我們常見的冰，包括雪花，都是質子無序的。冰可以加入氙、氯、二氧化碳或甲烷分子，形成氣體水合物，其結構往往與純冰不同。地球上絕大多數的天然氣都是以氣體水合物的形式存在的。
來自美國、中國和俄羅斯的科學家描述了一種在室溫和相對較低的壓力下形成的新型氫氯酸鹽水合物的結構和特性。氫水合物是儲存和運輸氫的潛在解決方案。研究成果發表在《Physical Review Letters》雜誌上。
氫水合物的晶體結構強烈依賴於壓力。在低壓下，它有很大的空腔，這些空腔就像中國的燈籠，每個空腔都能容納氫分子。隨著壓力的增加，結構變得更加緻密，更多的氫分子被擠進晶體結構中，它們的自由度明顯變少。
研究人員之前預測了一種新型的氫水合物，每個水分子有2個氫分子。不過，這種特殊的水合物只能存在於38萬個大氣壓以上的壓力下，這在實驗室中很容易實現，但在實際應用中很難用得上。最新的研究結果中描述了含氫量較少但能在更低壓力下存在的水合物，每個氫分子有3個水分子。研究人員利用USPEX演化算法，找出了該化合物的結構，解釋了其奇特的行為。
研究人員模擬了實驗中使用的條件，發現了一種新的結構，與已知的質子有序C1水合物非常相似，但在水分子方向上與C1不同。研究小組表明，質子無序應該發生在室溫下，從而解釋了實驗中獲得的X射線衍射和拉曼光譜數據。
論文標題為《Novel Hydrogen Clathrate Hydrate》。