中国科研人员在常温环境下首次记录了纳米尺度水由液态转为固态的全过程。北大物理学院量子材料科学中心的江颖、边珂、王恩哥,还有香港城市大学的曾晓成,联手攻克了技术难关,造出了一种能把单个水分子的结构变化看个一清二楚的扫描量子传感显微镜。这种显微镜很像原子级别的磁共振成像,能穿透表面,直接把纳米空腔里的水分子怎么排、怎么动都给解析出来。 当水分子被关在只有1.6纳米宽的空间里时,它的活动速度慢了不少,变得像液体又像固体。如果空间再缩到1纳米这么细,在室温下它居然会自己长出规则的晶体,完成了从液态到固态的转变。这事儿以前只有理论猜过,这次可是用实验真刀真枪地给证实了。 这项成果对很多领域都有帮助。比如搞清楚了极端情况下物质变化的新规律,还为设计能让水分子像固体一样顺滑流动的微型芯片提供了理论依据。我国科学家在这方面取得的原创突破,说明咱们在仪器制造和科学研究上都达到了世界领先水平。这套新技术不光解决了长期存在的观察难题,还能用来研究其他尺寸更小的受限系统。这次的成功展示了中国科学家在量子传感和纳米科学交叉领域的眼光和创新能力,以后还能在物质科学上做出更多新成绩。