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。
随着历史的车轮驶入2024年，大模型、AIGC等话题引发广泛热议，云计算与AI技术展现出了前所未有的深度融合趋势，就如同寒武纪的生物大爆发，激发着各行各业的创新浪潮。新质生产力时代到来，政企用云进 南方财经全媒体记者马嘉璐 广州报道如何划分一般数据、重要数据、核心数据终于有了国标版“参考答案”。3月21日，国家标准GB/T 43697-2024《数据安全技术 数据分类分级规则》（以下简 记者3月21日从安徽师范大学获悉，该校生命科学学院张方教授课题组通过野外自然抱对、控制实验下抱对以及视频回放等实验手段，证实他们前期提出的，眨眼行为可能在雌性凹耳蛙性选择中起着重要作用 再打一局游戏就睡，再刷几个视频就睡，终于放下手机，关灯睡觉了……结果翻来覆去睡不着，半夜醒来再也睡不着，为什么明明睡着了，睡眠质量却不高？3月21日是世界睡眠日，最新发布的《2024中国 3月18日，记者从中南大学生殖与干细胞研究所获悉，研究所林戈、卢光琇教授团队提出的一项新理论称，原始生殖细胞的性染色体组成在人类性别决定中起关键作用。相关论文日前发表于国际生殖领域杂志 作为功能机时代的霸主，诺基亚手机曾经创造了巨大的辉煌，但也因错失智能手机发展机遇而“掉队”。近期，外媒Visual Capitalist统计了有史以来最畅销的15款手机型号，其中诺基亚和苹果包揽前十。今 。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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