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光明新闻北京10月22日电（记者金浩天）从日常生活中的冰块、结冰的水，到自然环境中的冰、雪、冰川……冰很常见。一般是从一个小的晶核开始，逐渐成长为正常的三维晶体。然而，北京大学物理学院量子材料科学中心许丽梅教授、蒋英教授、田野研究员和王恩哥研究员带领的团队却捕捉到了微观世界中颠覆传统认知的一幕。这个想法是水分子将整个结构结合在一起并进化，像蜘蛛网一样逐渐展开。 Inv团队Stigation首次揭示了二维原子尺度上独特的“网状”冰结晶过程。那里该成果近期发表在国际学术期刊《自然通讯》上。菲尔德表示，研究小组将水分子“喷射”到石墨表面，并在低温条件下将其冻结成二维无序冰。然后通过缓慢升高温度进行“退火”，使二维冰逐渐结晶。在研究团队开发的高分辨率家用扫描探针显微镜下，研究人员首次能够在原子水平上“看到”冰是如何从树枝状结构演化为岛状晶域的。最初，冰呈现出细长的树枝状结构，随着温度的升高，这些结构逐渐变宽和拉伸，最终形成fosheet特征中的“岛屿”。最让研究团队惊讶的是，这场结晶聚会上一直缺席的“主角”，即传统成核理论必不可少的“临界成核”，竟然消失了。梨化得无影无踪。真正的“领导者”是吸附在表面的水分子。它们就像一个“网络”，将整个结构联合起来并迫使其协同发展。徐丽梅说：“这种‘蜘蛛网’结晶机制表明，无序二维冰的结晶并不是简单地由平面分子的简单重排引起的，而是由三维分子的协同效应引起的。通过结合分子动力学模拟和机器学习本构分析，我们不仅重现了无序冰的有序过程，还可以阐明其机理。” 微观”。二维结晶中三维分子的协同演化。这些发现打破了冰和其他材料中“先成核，然后晶体生长”的旧规则，并为低维系统从无序到有序的演化提供了新的微观视角。显示动态图像。 “这项研究表明，在 l在有限的低维条件下，水的冻结和相变行为远远超出了传统的理解。 “这对于防冰、低温储存、气候变化甚至外星生命探测等领域都具有重要的科学意义，有望产生创新技术。”而且，这一发现的重要性还不仅限于此，而是更新了人们对低维材料（石墨烯、氮化硼等）结晶规律的认识，并为低维材料的可控生长、原子水平的结构设计和功能材料的开发提供了理论基础。蒋英说道。