中國(guó)科學(xué)院物理研究所(CAS)的科學(xué)家通過證實(shí)在低溫界面處形成純相立方冰，在冰的研究方面取得了重大突破。

該研究結(jié)果于29月<>日發(fā)表在《自然》雜志上，對(duì)從材料科學(xué)到氣候科學(xué)的廣泛領(lǐng)域具有重大意義。

冰是一種常見的物質(zhì)，以多種形式存在，具體取決于其形成的條件。最常見的冰形式，稱為冰Ih，具有六邊形晶格結(jié)構(gòu)，但在一定條件下，冰可以形成其他結(jié)構(gòu)，目前已發(fā)現(xiàn)20種不同的形式。

在立方冰的情況下，稱為冰Ic，一百年前，它被認(rèn)為是太陽或月亮周圍特定類型的光暈的原因。事實(shí)上，立方冰是否真的存在的問題長(zhǎng)期以來一直存在爭(zhēng)議，因?yàn)楹茈y完美地檢測(cè)到純相冰I。c在大量的實(shí)驗(yàn)中。

在這項(xiàng)研究中，研究人員使用原位低溫透射電子顯微鏡(TEM)成像和石墨烯上的水蒸氣沉積，以分子分辨率實(shí)時(shí)跟蹤冰晶的形成。

他們發(fā)現(xiàn)由此產(chǎn)生的冰是純相冰I，其中大多數(shù)是單晶冰I。c和少量冰 Ih.冰I的優(yōu)先成核c在低溫基板上進(jìn)行了演示。冰的多態(tài)性多樣性可以很好地解釋為什么以前沒有通過衍射方法發(fā)現(xiàn)純相冰。

因此，立方冰的爭(zhēng)議已在原位低溫透射電鏡直接和真實(shí)空間成像的基礎(chǔ)上得到解決。這一成就將極大地促進(jìn)顯微鏡和冰物理學(xué)的發(fā)展。

這一根本性進(jìn)展對(duì)我們理解不同條件下的冰形成行為具有重要意義，在材料科學(xué)、地質(zhì)學(xué)和氣候科學(xué)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。

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