- 提高学术论文清晰度的实用建议 29
- “大气成分变化及气候环境影响”创 82
- 清华大学朱听教授团队在镜像T7 60
- 学术论文有哪些作用 94
- 在生命科学领域中具有较高影响因子 62
- 探讨《中国医院院长》期刊的主题 45
- 关于农业电气化论文摘要的方法及范 45
- 学术和专术哪个难度大 90
- 针对想要被EI收录的作者的建议 46
- 发表学术著作有哪些常见的出版方式 69
- 《交通与港航》期刊的相关信息 70
- 关于CSCD期刊评价有哪些维度? 47
- 选择论文辅导机构时需要考虑的关键 47
- 探讨性价比高的光学SCI期刊 71
- 常见的期刊发表周期类型 66
- HTRSHE 7391
- ZHL 22407
- 广州恒斌展览有限公司 1403
- ?北京海量信息技术有限公司 22416
- 科学与工程研究中心 1402
- RH 7383
- 北京邮电大学人文学院 20414
- 北京艾尚国际展览有限公司 7390
- 中国医师协会高血压委员会 23407
- 武汉优莱特文化发展有限公司 23392
- 上海浦东盛高假日酒店 1423
- 中国电工技术学会(CES) 20410
- FEA 7410
- 天津科技大学 20398
- DD 7428
- 湖北新文盛会务有限公司 22382
- 上海光同投资管理有限公司 1403
- 哈尔滨工业大学 1409
- 思恩公司 1391
- ssadfasdf 17400
北京大学物理学院王恩哥、陈基课题组与合作者揭示立方冰的生长过程
2024/04/10
水和冰是这个世界上最常见的物质之一,是生命之源,也是在物理、化学、生命科学和工程技术领域起到重要作用的物质。水和冰的研究几乎贯穿了整个自然科学的历史。得益于实验探测手段的不断进步,对水和冰的相图以及微观结构的认识在过去几十年得到了大大的推进,已经明确揭示的三维冰相就有18种。在自然界中,可以自发结晶的冰相也不是唯一的,除了最常见的六角相冰,还有一种非常神秘的立方冰。诺奖得主Linus Pauling最早基于剩余熵理论预言了立方冰的存在,德国科学家H. König在1943年首次报道了立方冰的实验探索。虽然此后又有更多的探索研究,已报道的工作仍不能对立方冰给出确定性的证据,也不了解立方冰在水的结晶过程中扮演的角色。立方冰之所以难以琢磨和备受争议,本质上是因为立方相冰和六角相冰同属冰(I)相家族,它们拥有完全相同的水分子层状结构(图1),两者结构的唯一不同在于两者沿垂直这些层状结构的方向上堆垛方式不同。在六角冰中,相邻两层镜面对称,而在立方冰中,每层相对于前一层有1/3周期的滑移。在水的结晶过程中,立方冰面临着六角冰的激烈竞争,而且即便立方冰可以短暂出现,它也很容易转变成六角冰或者所谓的“堆垛无序冰”。
图1. 冰(I)相的结构。a. 冰(I)相的层状结构;b. 六角冰;c. 四方冰;d. 堆垛无序冰
近期,针对这一重要的科学问题,北京大学物理学院凝聚态物理与材料物理研究所陈基研究员和量子材料科学中心王恩哥院士与中国科学院物理研究所白雪冬研究员和王立芬副研究员开展合作,对高纯单晶立方冰的生长进行了深入的探索。白雪冬-王立芬实验团队利用白雪冬课题组研发的原位冷冻电镜技术,在透射电镜内首次实现了高纯单晶大颗粒立方冰的制备,并利用原子分子分辨的低剂量电子束成像技术对立方冰进行了原位表征,实时追踪了立方冰的生长动力学,通过电子束扰动技术探究了立方冰-六角冰转变过程中堆垛无序晶畴的结构动力学。王恩哥-陈基理论团队利用分子动力学模拟开展了理论计算研究,对立方冰的稳定性、缺陷结构及动力学问题进行了深入的分析,对立方冰与六角冰的竞争生长机理和立方冰的缺陷结构及动力学提供了理论描述,揭示了立方冰正四面体结构的协同扭曲、氢键的键长拉伸、键角改变、层错应力释放等微观过程。该工作对我们理解自然界中冰的成核机制和立方冰-六角冰转变等过程都有重要意义。相关研究成果以《分子尺度追踪立方冰》(“Tracking cubic ice at molecular resolution”)为题于2023年3月29日在《自然》(Nature)期刊发表(DOI: 10.1038/s41586-023-05864-5)。
北京大学物理学院2021级博士生刘科阳在陈基和王恩哥的指导下完成了理论计算部分的研究,与中国科学院物理研究所博士生黄旭丹及王立芬为共同第一作者。王立芬、陈基、王恩哥和白雪冬为共同通讯作者。参与本项目的合作者还有北京大学物理学院江颖教授、北京大学材料科学与工程学院刘磊研究员以及中国科学院物理研究所许智高级工程师、田学增副研究员和王文龙研究员等。上述工作得到了国家自然科学基金委、中国科学院、科技部、北京自然科学基金委和中科院青年创新促进会的资助。
文章来源北京大学新闻网,分享只为学术交流,如涉及侵权问题请联系我们,我们将及时修改或删除。
电机系科技成果100MW/200MWh四象限功率调节系统通过中国电机工程学会技术鉴定
唐淳和合作者运用结构预测和交联质谱,搭建冷冻电镜中的“缺失”结构
自动化系封硕与密西根大学学者合作实现基于密集强化学习的自动驾驶汽车安全性测试
北京大学第三医院马潞林课题组在International Journal of Surgery发文阐述机器人辅助肾癌合并下腔静脉癌栓手术新策略
清华大学物理系王晓锋团队领衔发现红超巨星爆发激波渐变现象——颠覆传统恒星死亡理论预期
第三届机电一体化与机械工程国际会议(ICMME2024)(2024-05-24)
第十四届地质和地球物理学国际会议(ICGG 2024)(2024-05-31)
2024年食品工程与农业科学国际会议(ICFEAS 2024)(2024-06-02)
2024年第三届网络、通信与信息技术国际会议(CNCIT 2024)(2024-06-07)
第十届机械工程、材料和自动化技术国际会议(MMEAT 2024)(2024-06-21)
2024年第二届管理创新与经济发展国际学术会议(MIED 2024)(2024-06-28)
2024年先进机器人,自动化工程与机器学习国际会议(ARAEML 2024)(2024-06-28)
第六届电子工程与信息学国际学术会议(EEI 2024)(2024-06-28)
第五届机械工程、智能制造与机电一体化学术会议暨 2024年汽车新材料新工艺技术论坛(MEIMM2024)(2024-07-05)
2024年文化、艺术设计与社会科学国际学术会议(ICCADSS 2024)(2024-07-25)
2024年语言、艺术与文化交流国际会议(ICLACE 2024)(2024-6-25)
2024年第七届电气工程与绿色能源国际会议 (CEEGE 2024)(2024-6-28)
2024年第七届图像处理前沿国际会议(ICFIP 2024)(2024-8-16)
2024年新媒体、网络与电子商务国际会议(NMNE 2024)(2024-7-24)
2024年财务管理与区域经济国际会议(FMRE 2024)(2024-7-4)
2024年社会科学与旅游管理国际会议(ICSSTM 2024)(2024-7-16)
2024年第十三届工程与创新材料国际会议(ICEIM 2024)(2024-9-6)
2024年人文艺术与创新教育国际学术会议(ICHAIE 2024)(2024-6-29)
2024年数字经济、管理与可持续发展国际会议(DEMSD 2024)(2024-6-16)
2024年第五届先进材料科学与工程国际会议(AMSE 2024)(2024-7-12)