最近，來自英國和德國的科學家通過聯合研究，成功揭示了冰的最小微觀結構。相關論文發表在6月17日的《自然—材料學》雜志上。
領導該項研究的是來自倫敦納米技術中心（London Centre for Nanotechnology）的Angelos Michaelides博士及德國萊布尼茨大學（Leibniz University）的Karina Morgenstern教授。他們首先將一塊金屬的表面溫度冷卻至5K（-268攝氏度）。在這個溫度上，借助于隧道掃描顯微鏡(STM)，研究人員可以“捕捉”到冰的最小顆粒形式(hexamers)并成像。科學家發現，Hexamers由六個水分子構成，是最簡單、最基本的冰形式。除此之外，也被成像的納米冰串（nanoclusters），可以分別包含7、8、9個分子。
在上述實驗基礎上，研究小組采用精準的理論模型來分析這種結構的形成原理。大致如下：通常情況下，冰內的水分子是以相同長度的鍵粘合在一起，代表了相同的粘力；而在納米冰串里，水分子之間的鍵則長短不一。這說明水分子具有分配氫鍵的能力，由此揭示了一個迄今尚無人知的事實，即水分子在黏附金屬表面與接受氫鍵之間存在競爭。
關于此次研究的意義，Michaelides說：“我們的研究有助于深刻地理解這種廣泛存在的重要的冰雪成核現象，這種現象一般被稱為異類成核現象（heterogeneous nucleation）。”這種固體表面冰串結構的研究也為在天文學、電化學以及能量研究等方面的應用提供了新的思路，對于全球氣候變遷的研究也有很大幫助。（科學網 梅進/編譯）
