记者1月14日从中科院合肥研究所获悉，中科院固体科学研究所与爱丁堡大学等单位合作，采用金刚石砧压装置，对高压下半水化氨的物理性质进行了研究。首次在半水合氨中发现了由分子晶体向完全离子结构的压致相变。相关研究成果近日发表在《物理评论快报》上。

根据氨与水的比例，自然界中稳定的氨化合物可分为一水氨、二水氨和半水氨。结果表明，常温高含水量的氨化合物在高压下脱水，形成半水氨和过量冰。近年来，随着研究向更极端的条件扩展，奇异离子相和超离子相逐渐进入人们的视野。然而，对于半水合氨体系，相关的研究还停留在理论预测阶段。

通过拉曼光谱、同步辐射X射线衍射技术和第一性原理计算，研究人员研究了120多万个大气压的氨水样品，相当于天王星/海王星9870/8085公里深处的压力。结果表明，在高压下，半水合氨样品经历了从分子结构到部分电离再到完全电离的转变。当压力高于69gpa时，随着压力的升高，半水合氨样品最终进入新的结构状态，即稳定的完全电离结构。结果表明，样品中的水在压力下完全脱质子。首次报道了半水态氨从压力诱导分子结构到完全电离结构的相变路径，使半水态氨的相图有了较大范围的扩展。

在巨大的冰行星，如天王星和海王星中有大量的NH3、H2O、CH4和各种形式的氢。在超高压等极端条件下，半水合氨将大量存在。这项工作揭示了在压力变化作用下半水氨分子结构向完全电离结构转变的路径，对人们进一步了解冰行星的形成和演化具有重要的指导作用。