从日常生活中的冰块、冰水，到自然环境中的冰雪、冰川……冰是很常见的。在一般认知中，它从一个微小的晶核开始，按部就班长成规则的三维晶体。然而，北京大学物理学院量子材料科学中心教授徐莉梅、教授江颖、特聘研究员田野及王恩哥院士团队，在微观世界捕捉到了颠覆常识的一幕：水分子牵引整个结构协同演化，像蜘蛛编织网一样逐步展开。研究团队首次在原子尺度揭示了冰在二维下独特的“织网式”结晶过程。该成果日前发表于国际学术期刊《自然·通讯》。
田野介绍，研究团队将水分子“撒”在石墨表面，在极低温条件下冻结成无序二维冰。随后通过缓慢升温“退火”，让二维冰逐步结晶。在团队自行研制的国产高分辨率扫描探针显微镜下，科研人员首次“看见”冰从枝状分型结构到岛状晶域的原子级演化过程：起初呈现细长枝杈状结构，随着温度升高逐渐增宽、延展，最终拼接成片状“小岛”。
最令团队惊讶的是，这场结晶盛宴中始终缺席的“主角”——传统成核理论中不可或缺的“临界晶核”，在这里竟消失得无影无踪。真正的“引导者”是表面吸附的水分子，它们如同“织网”一般，牵引整个结构协同演化。
徐莉梅说：“这种‘蜘蛛织网’式的结晶机制表明，无序二维冰的结晶不仅仅是平面分子的简单重排，还受到三维分子的协同作用驱动。通过分子动力学模拟并结合机器学习构型解析，我们不仅重现了无序冰的有序化过程，更揭示了二维晶化中三维分子协同演化的微观机制。这一研究成果，打破了长期以来关于冰及其他材料‘先成核后晶化生长’的规律，为低维体系的无序向有序演化提供了全新的微观动态图像。”
“这一研究表明，在低维与限域条件下，水的结冰和相变行为远远超出了传统认知，这对于防结冰、低温冻存、气候变化乃至地外生命探测等领域具有重要的科学意义，有望催生变革性技术。此外，这一发现的意义并不局限于此，它还刷新了人们对低维材料（如石墨烯、氮化硼等）结晶规律的理解，为低维材料的可控生长、原子级结构设计以及功能材料开发提供了理论基础。”江颖说。
从日常生活中的冰块、冰水，到自然环境中的冰雪、冰川……冰是很常见的。在一般认知中，它从一个微小的晶核开始，按部就班长成规则的三维晶体。然而，北京大学物理学院量子材料科学中心教授徐莉梅、教授江颖、特聘研究员田野及王恩哥院士团队，在微观世界捕捉到了颠覆常识的一幕：水分子牵引整个结构协同演化，像蜘蛛编织网一样逐步展开。研究团队首次在原子尺度揭示了冰在二维下独特的“织网式”结晶过程。该成果日前发表于国际学术期刊《自然·通讯》。
田野介绍，研究团队将水分子“撒”在石墨表面，在极低温条件下冻结成无序二维冰。随后通过缓慢升温“退火”，让二维冰逐步结晶。在团队自行研制的国产高分辨率扫描探针显微镜下，科研人员首次“看见”冰从枝状分型结构到岛状晶域的原子级演化过程：起初呈现细长枝杈状结构，随着温度升高逐渐增宽、延展，最终拼接成片状“小岛”。
最令团队惊讶的是，这场结晶盛宴中始终缺席的“主角”——传统成核理论中不可或缺的“临界晶核”，在这里竟消失得无影无踪。真正的“引导者”是表面吸附的水分子，它们如同“织网”一般，牵引整个结构协同演化。
徐莉梅说：“这种‘蜘蛛织网’式的结晶机制表明，无序二维冰的结晶不仅仅是平面分子的简单重排，还受到三维分子的协同作用驱动。通过分子动力学模拟并结合机器学习构型解析，我们不仅重现了无序冰的有序化过程，更揭示了二维晶化中三维分子协同演化的微观机制。这一研究成果，打破了长期以来关于冰及其他材料‘先成核后晶化生长’的规律，为低维体系的无序向有序演化提供了全新的微观动态图像。”
“这一研究表明，在低维与限域条件下，水的结冰和相变行为远远超出了传统认知，这对于防结冰、低温冻存、气候变化乃至地外生命探测等领域具有重要的科学意义，有望催生变革性技术。此外，这一发现的意义并不局限于此，它还刷新了人们对低维材料（如石墨烯、氮化硼等）结晶规律的理解，为低维材料的可控生长、原子级结构设计以及功能材料开发提供了理论基础。”江颖说。
竹类植物是竹亚科植物的总称，与水稻、小麦、大麦和燕麦同属于禾本科BOP分支，具有重要的经济、生态和文化价值。为更好地服务竹类植物的系统进化和功能研究，有效整理归纳盘活海量的竹类组学和分 3月19日，记者从香港科技大学获悉，该校以人工智能生成式工具设计出10位“AI讲师”， 这些“AI讲师”来自世界各地，属不同民族及文化背景。该校希望通过创新教学模式，激发学生学习热情，提升课堂参与度 近年来，电动自行车以便利性受到大众青睐，但相关起火事故威胁着居民的生命财产安全。据国家消防救援局发布的统计数据，2023年全国共接报电动自行车火灾2.1万起，比2022年增加17.4%。电动自行车起火 2024年03月19日，以“初心如磐•向新出发”为主题的2024智能家居UP峰会CSHIA智能家居开年盛典在杭州成功举行。大会现场，由全国专业标准化技术委员会委员、CSHIA秘书长、中智盟投资创始人周 3月25日消息，按照惯例，iPhone会在6月份的WWDC上发布iOS 18、watchOS 11、visionOS 2等全新系统。其中iOS 18比较受关注，被许多爆料者称为iOS史上最大升级。据名记Mark Gurman最新消息， iOS 18将支持 3月21日，人工智能大模型赋能企业科技创新研讨会在广州召开。中国知网在会议期间发布了专利大数据智能应用产品“AI Pat+”。据中国知网相关负责人介绍，中国知网在人工智能大模型领域的深入研发 。本文链接：冰在二维下“织网式”结晶过程被揭示http://www.sushuapos.com/show-2-14107-0.html
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