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二维冰存在首获证实 研究揭示其特殊生长机制:竞技宝官网

  • 十月 18, 2020
  • 科技
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lol投注平台_在过去的一个世纪里,人类已经发现了18种冰的三维结构,其中六角形的冰相最为罕见,如盛开的雪花、缓解夏季炎热的冰块、南极厚厚的冰层等。然而,关于自然界是否存在稳定的、不存在的二维冰,仍然缺乏明确的实验证据。北京大学、内布拉斯加-林肯大学和中国科学院的研究团队首次利用高分辨率qPlus原子力显微镜技术证明了二维冰的不存在,并用原子分辨率拍摄了二维冰的形成过程,解释了其相似的生长机制。

这一成果2日发表在国际顶级学术期刊《大自然》上。在这项研究中,研究人员精确控制温度和水压,首次在亲水性金基底上生长出这种单晶二维冰结构。

他们将非侵入式原子力显微镜光学技术应用于二维冰的亚分子分辨光学,竞技宝官网然后通过聚变理论计算并证实其原子结构。“结果表明,二维冰中充满了两层不旋转的六边形冰,两层之间通过氢键连接。每个水分子与同一层的水分子形成三个氢键,与上下两层的水分子形成一个氢键。

所以所有氢键都是饱和的,结构非常稳定。是一种独立国家不存在的‘自饱和状态’二维冰。”文章的通讯作者之一、北京大学量子材料科学中心教授蒋英说,这也是第一个通过实验证实的二维冰结构,研究人员将其命名为“二维冰I相互作用”。

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如何才能看到二维冰的成分?研究人员将二维冰从-153到-268进行“冷冻”,使冰生长过程中的一系列中间态失效,并为其展开了稳定的光学系统,明确提出了二维冰岛锯齿状边界的“脑瘤”生长机制和扶手椅型边界的“收获”生长机制。二维冰的发现不仅挑战了人们一百多年来对冰相的传统认识,而且具有广阔的应用前景。“如果二维冰不存在,三维冰会在表面生长,非常坚固。

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但如果没有二维冰,三维冰与表面的接触面很小,更容易被风吹翻。我们可以根据二维冰的结构更具体地设计和开发防冰材料。”蒋英指出,使用二维冰会增加材料之间的摩擦。此外,二维冰可以作为类似的二维材料,为高温超导、浅紫外光观察、冷冻电子显微镜光学等研究提供了新的平台。

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本文来源:竞技宝官网-www.pinnaclesarasota.com

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