-
二维冰存在及生长机制首获证实
近百年来,人类发现了冰的18种三维结构,其中最常见的就是六角形的冰相,例如飘落的雪花、解暑的冰块、南极的厚冰层。但自然界是否有稳定存在的二维冰,一直缺乏确切的实验证据。
据科技日报1月2日报道,北京大学、美国内布拉斯加大学林肯分校以及中国科学院的研究团队,利用高分辨qPlus型原子力显微镜技术,首次在实验上证实了二维冰的存在,并以原子级分辨率拍到了二维冰的形成过程,揭示了其特殊的生长机制。该成果2日发表于国际顶级学术期刊《自然》。
在此次研究中,科研人员精确控制温度和水压,在疏水的金衬底上,首次生长出这种单晶二维冰结构。他们将非侵扰式原子力显微镜成像技术运用于二维冰的亚分子级分辨成像,再结合理论计算确定了其原子结构。
“结果表明,二维冰由两层六角冰无旋转堆叠而成,两层之间靠氢键连接,每个水分子与同一层的水分子形成三个氢键,与上下层的水分子形成一个氢键,因此所有的氢键都被饱和,结构非常稳定,是一种可以独立存在的‘自饱和’二维冰。”文章通讯作者之一、北京大学量子材料科学中心教授江颖说,这也是第一种被实验证实的二维冰结构,研究人员将它命名为“二维冰I相”。
怎样才能看到二维冰的形成?研究人员将二维冰从零下153摄氏度“速冻”到零下268摄氏度,把冰生长过程中的一系列中间状态冻结下来,并对其进行稳定的成像,提出了二维冰岛锯齿状边界的“搭桥”式生长和扶椅状边界的“播种”式生长机制。
二维冰的发现不仅挑战了100多年来人们对冰相的传统认识,而且应用前景广阔。“如果有二维冰存在,三维冰会贴着表面生长,非常稳固。但如果没有二维冰,形成的三维冰与表面接触面很小,很容易被风吹走。我们可以根据二维冰的结构更有针对性地设计和研发防结冰材料。”江颖认为,利用二维冰,可以减小材料之间的摩擦。此外,二维冰可以作为一种特殊的二维材料,为高温超导电性、深紫外探测、冷冻电镜成像等研究提供全新平台。
(记者:金凤)
标签 二维冰- 原标题:二维冰存在及生长机制首获证实
- 责任编辑: 李天宇 
-
实践20号卫星跨年夜完成第四次变轨
2020-01-02 22:50 航空航天 -
达摩院公布2020十大科技趋势:AI等技术将现颠覆性突破
2020-01-02 10:56 科技前沿 -
“超级2020”来了,我们准备好了!
2020-01-02 07:59 -
5G基带芯片之战:五强格局初显(下)
2019-12-31 08:06 盘点2019 -
联想集团副总裁常程被传已离职,联想放弃国内手机业务专注海外
2019-12-30 22:31 -
某些诺贝尔奖获奖者在国内走穴,早就成了一种心照不宣
2019-12-30 16:06 诺贝尔奖 -
华为借“WeLink”切入云市场 ,将与阿里、腾讯“三分天下”
2019-12-30 12:49 -
明年3月见!疑似华为P40 Pro渲染图曝光:开孔全面屏设计
2019-12-30 11:14 -
长五遥二发射失败内幕公开,中国航天走出至暗时刻
2019-12-30 07:55 航空航天 -
“胖五”发射队员日志首次公开:面对失利,我不想逃避
2019-12-28 09:45 航空航天 -
航天科学有险阻,“胖五”苦战能过关!
2019-12-28 09:19 航空航天 -
“胖五”带上天的实践20号卫星,一身“黑科技”
2019-12-28 09:17 航空航天 -
这么多国家造不出核武,被什么步骤扼住技术的咽喉?
2019-12-28 09:05 -
我国实现对500米以下“近地雾霾”高清探测
2019-12-28 08:14 雾霾天气 -
“为啥我的手机还没用上北斗?”答案来了
2019-12-27 16:52 北斗照耀 -
“雪龙2”号在南极“捕获”一批珍贵鱼类样品
2019-12-27 12:50 南极探险 -
我首次完成太阳帆在轨关键技术试验
2019-12-27 08:38 航空航天 -
紫光同创:国产FPGA的进击之路
2019-12-26 17:35 -
维信诺控股子公司获得政府补助1.1亿元
2019-12-26 17:25 -
我国量子计算获重要进展:玻色取样实验逼近“量子霸权”
2019-12-26 16:13 科技前沿
相关推荐 -
外交部回应布林肯:中方从来没有兴趣,不要疑神疑鬼 评论 280护栏被冲破!美国校园两派“开打” 评论 345加沙孩子感谢美国“挺巴”大学生:请继续支持我们! 评论 139李强:大力发展智能网联新能源汽车 评论 94最新闻 Hot
-
美报告:欧盟需加征50%关税以“阻挡”中国电动汽车
-
所罗门群岛总理索加瓦雷退出新任期竞选
-
“不去管枪支医保教育,却禁掉我谋生工具,这就是我的国家”
-
“绝大多数美国人都已感到厌恶,这不是反犹是现实”
-
“美日想抢在中国前面登月,害怕中国人太自豪……”
-
护栏被冲破!美国校园两派“开打”
-
“同性恋最高可判15年”,伊拉克新法律被美英围攻
-
乌军总司令:前线局势正在恶化,俄军取得局部胜利
-
美7旬犹太裔总统候选人,也没幸免…
-
国际刑事法院将发逮捕令?“内塔尼亚胡怕了,不停打电话给拜登”
-
韩机构着急:在华韩货价格不如中国,质量不及日本
-
“我仿佛置身战区”
-
“继加沙后,以军还会把我们赶出约旦河西岸”
-
加沙孩子感谢美国“挺巴”大学生:请继续支持我们!
-
“哈马斯代表团将前往开罗,参加停火谈判”
-
“西方媒体,看清你们了!”拜登“走后门”也没躲过
-