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                  我国科学家证实↙二维冰的存在并揭示其大发云彩神88下载生长机制

                  日期 2020-01-19   来源:化学科学部   作者:雷惊雷 高飞雪  【 】   【打印】   【关闭

                    在◣国家贵州快3开奖结果科学基金(批准号:21725302, 11888101, 11634001, 11525520)等资助下,北京大学物理学院量子材料幸运快三历史开奖中心江颖、徐莉梅与美国内布拉斯加大学林肯分◥校曾晓成以及北京大学/中国北京pk10玩法规则介绍科学院王恩哥等合作,利用高分辨原大发快三平台网址子力显微镜技术,首↑次在实验上证实了冰在二维极限下可以稳定存在,将一分快三官网app其命名为:二维冰I相,并以原子级分辨率拍到了二维冰的♂形成过程,揭示了其独特的生长机制。研究成果以⌒“Atomic Imaging of Edge Structure and Growth of a Two-dimensional Hexagonal Ice”(二维冰边界结构和生长的原子级成像)为题,于1月2日发表在学术北京pk10期刊Nature(《贵州快3开奖结果》)上。论文链接:https://www.nature.com/articles/s41586-019-1853-4。

                    冰是水↙的常见物态,由水分子规则排列形成,其结构与成核生长在材料科学、摩擦学、生物学、大气科学等众幸运快三全天计划多领域具有至关重要的作用。早在20世纪20年代,英国著名物理学家、X射线发现者布拉格北京pk10怎么赚钱(Bragg)与其它几位科学家就分别利用X射线对冰晶体结构进行了表征。经过近一百年々的研究和探索,迄今人们已经∞发现冰的18种晶相(三维冰相)。然而,冰在二维极限下是否大发快三在线计划能独立稳定存在?这个问☉题有很大的争议。

                    江颖等研究人员通过精确控制温度和水压,成功地在疏水北京赛车一天2000本金的金衬底(Au(111))上生长出了一种单晶二维冰结构。这种二维冰可以完全铺满▓衬底(图. (a)和(b))。研究人员进一步利用基于一氧化碳针尖修北京pk拾官网网页饰的非侵扰式原子力显微镜成像技术,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北京pk10全天一期计划堆叠而成,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ζ下层的水分子形成一个氢键,因此所有的氢键都被饱和,结构非幸运快三计划下载常稳定,是一ζ 种不依赖于衬底的本征二维冰(图. (c))。1997年,古贺(Koga)和曽晓成等人利用分子动力学模拟首次一分快三的秘籍预测了这种“互锁型”双々层二维冰,但一直缺乏确切的结构实验证据。因此,这也是第一种被实验所证新时时彩实的二维冰结构,研究人员「将它正式命名为“二维冰I相”。

                    为了进一步揭示二维冰的广东有快三福彩吗形成机制,研究人员对二维冰岛的边界进行高分辨成像,发现二维冰▆的边界是由未重构的锯齿状(图. (d))边界和重构的扶椅状(图. (e))边界构成。同时,研究人福彩幸运快三技巧员还通过╲“速冻”技术,在边界上捕获了冰生长过程中的中间态结构,并北京赛车pk10基于这些中间态边界结构重现了二维冰的形成过№程,结合理论计算和模拟提出了二维冰岛锯齿状◆边界的“搭桥”式生长和扶椅状大发快三投注平台边界的“播种”式生︾长机制。此外,根据理论计★算的结果,研究人员认为该生长机制具有一定的普适性,适用于其他疏∮水的衬底。

                    二维冰的发现改变了一百多Ψ 年来人们对冰相的传统认识,开启了探究二维冰家族系列的全国快三投注平台大门,为冰在低维和受限条件下的△形态和生长提供给了全新的图像。同时,二维冰在很多应〖用领域也有潜在意义。比如:表面上的二维冰可以促进或抑制三维冰的形成,这对于【设计和研发防结冰材料具有潜在的应北京pk10玩法及奖金用价值;二维↓冰中水分子所有的氢键都被饱和,因此北京赛车开奖记录结果与表面的相互作用极小,可以起到超润滑〖作用,减小材料之间的摩擦;此外,二维幸运快三官网开奖结果冰本身也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的平台。

                  图.(a)利用qPlus型原子力显微镜技术对Au(111)表面的二维一分快三计划网冰进行成像①;(b)二维冰的高分辨原子力显微镜图像;(c)二维冰大发快三怎么查号的原子模型;(d)和(e)二维冰岛的锯齿状边界和扶椅状边界对应的“搭桥”式和“播种”式生长◎模式




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