最新成果|北京大学江颖教授团队及其合作者：二维冰有序化的原子级机制
近日，北京大学物理学院量子材料科学中心徐莉梅教授、江颖教授、田野研究员及王恩哥院士团队，在原子尺度上揭示了二维冰从无序到有序的独特“织网式”结晶过程。相关成果发表在国际期刊《自然·通讯》（Nature Communications）。
图1 ：Nature Communications官网截图
研究团队以石墨表面为实验平台，将水分子在极低温下沉积，形成无序二维冰。随后，通过缓慢升温退火，让二维冰逐步结晶。借助北京大学与中科艾科米共同研发的国产商业化高分辨qPlus型扫描探针显微镜系统，科研人员首次“看见”了冰从枝状到岛状的原子级演化：起初呈现细长枝叉状结构，随着温度升高逐渐增宽、延展，最终拼接成片状小岛。
图2：原子尺度观测二维冰的无临界核结晶过程，随着退火温度升高，黄点标注的六元环晶体结构经历从枝状到岛状的结构演化。a-c. 原子力显微镜成像图; d-f. 分子动力学模拟结果[1]。
令人惊讶的是，这一晶化过程并非像传统成核理论所描述的依赖“临界晶核”生长，而是由表面吸附的水分子牵引整个结构协同演化，像蜘蛛编织网一样逐步展开。这表明二维冰的结晶不仅仅是平面分子重排，还受到三维协同作用驱动，呈现出独特的微观机制。
图3：文章截图
江颖教授在接受《光明日报》采访时表示：“这一研究表明，在低维与限域条件下，水的结冰和相变行为远远超出了传统认知，这对于防结冰、低温冻存、气候变化乃至地外生命探测等领域具有重要的科学意义，有望催生变革性技术。此外，这一发现的意义并不局限于此，它还刷新了人们对低维材料（如石墨烯、氮化硼等）结晶规律的理解，为低维材料的可控生长、原子级结构设计以及功能材料开发提供了理论基础。”[2]
文章链接：https://doi.org/10.1038/s41467-025-63664-z
参考文献：
[1] Yuan, ZF., Tian, Y., Tang, B. et al. Atomic-resolution imaging reveals nucleus-free crystallization in two-dimensional amorphous ice on graphite Nat Commun 16, 8628 (2025). https://doi.org/10.1038/s41467-025-63664-z
[2]冰也会“织网”？我国科学家首次揭示……；光明日报，https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MjM5NzM0MzQ4MQ==&mid=2654910863&idx=2&sn=fd2bf3a40c4b30794cfd489c981d8c47&chksm=bc7de04fa7105b88bac376a15524abb4cf2cc324b104472eda7d69c274fbaaddc884d681a97b&scene=27
最新成果|苏州大学迟力峰/仲启刚JACS：多层次超分子自组装引导的全同立构碗烯聚合物的表面合成
2026-02-12
苏州大学迟力峰院士和仲启刚教授团队及其合作者在《美国化学会志》(Journal of the American Chemical Society, JACS)上以“On-Surface Synthesis of Isotactic Double-Stranded Corannulene Polymers Steered by Hierarchical Supramolecular Self-Assembly”为题发表研究成果。报道了基于表面在位合成的双链全同立构聚合物可控构筑策略，并在原子尺度揭示了分子自组装、偶联反应及立体构型调控机制，为低维有机纳米结构的精准构筑与原子级制造研究提供了新的实验路径。
最新成果|北京大学江颖教授团队及其合作者：二维冰有序化的原子级机制
2026-02-12
近日，北京大学物理学院量子材料科学中心徐莉梅教授、江颖教授、田野研究员及王恩哥院士团队，在原子尺度上揭示了二维冰从无序到有序的独特“织网式”结晶过程。相关成果发表在国际期刊《自然·通讯》（Nature Communications）。
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