首次看到冰表面原子结构:揭开预融化之谜
近日,我国科研团队首次实现了对冰表面原子结构的直接观察,并揭示了冰在零下153摄氏度时开始融化的奥秘。这一重要突破为理解冰面润滑现象、云的形成以及冰川消融过程提供了全新的原子尺度视角。
研究人员使用自主研发的国产qPlus型扫描探针显微镜,开发出了一种能够分辨氢原子和化学键的高分辨率成像技术。通过这种技术,他们成功识别出了冰表面水分子氢键网络的精确结构,并对氢原子的分布进行了精准定位。
研究发现,冰表面同时存在六角密堆积和立方密堆积两种排列方式,它们相互交织形成了稳定的网络结构。此外,研究人员还首次揭示了冰表面预融化的机制。在低于零摄氏度的条件下,冰表面已经开始融化,这一现象被称为冰的预融化。
一直以来,由于缺乏原子尺度实验工具,科学家们对于冰表面结构和预融化机制的认识一直存在争议。而此次的研究结果,则首次在原子尺度上证实了冰表面预融化的现象发生在零下153摄氏度。这一发现对大气科学、材料科学等多个领域有着深远的影响。
这项工作的完成,不仅刷新了对冰表面结构和预融化机制的传统认知,也为未来的冰科学研究开启了新的篇章。