近日,北京大學物理學院量子材料科學中心、北京懷柔綜合性國家科學中心輕元素量子材料交叉平臺江穎教授、徐莉梅教授、田野特聘研究員、王恩哥院士等緊密合作,利用自主研發并商業化的國產qPlus型掃描探針顯微鏡,首次獲得了自然界最常見的六角冰表面的原子級分辨圖像。研究團隊發現冰表面在零下153攝氏度就會開始融化,并結合理論計算揭示了該過程的微觀機制,結束了有關冰表面預融化問題長達170多年的爭論。該工作以“冰表面結構和預融化過程的原子分辨成像”(Imaging surface structure and premelting of ice Ih with atomic resolution)為題,于5月22日發表在國際頂級學術期刊《自然》(Nature)上。《自然》雜志編輯部還以“從原子尺度揭示冰表面融化的奧秘”(Atomic-scale insights into the mystery of how ice surfaces melt)為題配發研究簡報(Research Briefing),對文章進行專題報道。
該工作得到了Nature三位審稿人的高度認可和贊賞:This is one of the most impressive and complete papers I have read in many years(這是我多年來閱讀過的最令人印象深刻且完整的論文之一)。
肯定了國產qPlus型原子力顯微鏡在冰表面研究的創新性應用和前所未有的分辨率:The use of qPlus-based cryogenic atomic force microscopy to achieve atomic-resolution imaging of the ice surface is a noteworthy methodological achievement(采用qPlus型低溫原子力顯微鏡技術對冰表面進行原子級成像是一項重大技術創新);The resolution obtained is unprecedented for an ice surface(所獲得的分辨率在冰表面成像中是前所未有的)。
同時指出能夠探究冰表面的微觀結構和預融化過程具有廣泛意義:These findings may have broad implications, extending to atmospheric science, material science, and beyond(這些發現可能對大氣科學、材料科學等多個領域產生深遠的影響)。
文章信息:
Jiani Hong, Ye Tian, Tiancheng Liang, Xinmeng Liu, Yizhi Song, Dong Guan, Zixiang Yan, Jiadong Guo, Binze Tang, Duanyun Cao, Jing Guo, Ji Chen, Ding Pan, Li-Mei Xu, En-Ge Wang,Ying Jiang,“Imaging surface structure and premelting of ice Ih with atomic resolution”,Nature online(doi:10.1038/s41586-024-07427-8)