结晶过程是物理、化学、材料、生物等学科的重要问题,与材料合成、能源转化和存储、量子信息和传感、生命起源和演化等前沿交叉领域相关。然而,微观过程实验探测手段的限制,目前对结晶动力学路径的实时解析较为困难,对其微观机制的理解不够深入,因此结晶研究在很大程度上处于“黑箱”状态。发展具备原子尺度空间分辨和实时成像能力的原位显微技术,揭示结晶相变的微观动力学图像,对于理解晶体结构与形成机理、实现结晶过程的调控具有重要意义。
中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心白雪冬课题组,在发现立方冰工作的基础上,在冰异质成核结晶机制研究方面取得进展。该研究利用自主发展的原子分辨原位冷冻电镜技术,通过实时观测和统计,揭示了低压水蒸气在低温石墨烯界面的成核结晶动力学路径。研究发现,在低温与低压环境下,亚稳态立方冰与热力学稳定态六方冰可各自独立直接成核,进而在表面能主导下经历晶核聚集、取向一致和熟化,形成以低指数面裸露为特征的多晶型成熟晶粒。
研究证明,在远离平衡态的极端条件下,冰能够通过非经典的直接成核路径实现结晶,其过程主要受长程周期性构型焓变驱动的量子相变动力学主导,而经典粒子动能的作用相对次要。这为冰结晶动力学调控提供了微观机制,并为凝聚态物质的结晶相变研究提供了新的参考依据。
近日,相关研究成果发表在《自然-通讯》(Nature Communications)上。研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金和中国科学院相关项目的支持。
冰异质成核结晶动力学过程
2024年世界职业技术教育发展大会将于11月20日—22日在天津举行。11月14日,教育部召开新闻发布会介绍本次大会以及中国职业教育开展国际合作的有关情况。 记者从新闻发布会上获悉,近年来,职业教育作为新时代教育对 为落实元首共识、深化教育交流合作,11月9日,中意大学校长对话会在北京大学举行。教育部部长怀进鹏出席对话会并致辞。他表示,中方坚持教育开放发展,愿同包括意大利在内的世界各国扩大学术交流和教育合作规模,积极参与 当地时间11月3日至4日,教育部副部长陈杰率团访问秘鲁。在秘期间,陈杰与秘鲁教育部部长摩根·克罗举行会谈,并签署两国新一轮教育合作谅解备忘录。 陈杰表示,近年来,在两国元首战略引领下,中秘教育合作取得丰硕成果。 新华网北京11月14日电 11月20日至22日,教育部将在天津举办2024年世界职业技术教育发展大会。在今日举办的新闻发布会上,教育部国际合作与交流司副司长陈大立表示,我国同183个建交国普遍开展了教 中国教育报-中国教育新闻网北京11月11日讯(记者 林焕新)学前教育法明确“幼儿园应当把保护学前儿童安全放在首位”。实践中如何落实?在今天教育部举行的新闻发布会上,教育部基础教育司司长田祖荫 数学能力是评估个人综合素养的关键维度之一,而小学数学教育具有为学生奠定坚实数学基础的重要作用。小学数学教育要进一步满足学生发展需要,必须打破传统教学的桎梏,让数学学习变得生动有趣,以营 。本文链接:研究通过原位电镜发现冰异质成核结晶动力学路径http://www.sushuapos.com/show-12-1954-0.html
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