在北京大学物理学院量子材料科学中心，由江颖教授和边珂研究员牵头，还有王恩哥院士参与的科研团队，为了破解纳米受限水行为这个国际难题，把他们的实验室搬到了北京怀柔轻元素量子材料交叉平台。他们跟香港城市大学的曾晓成教授携手合作，经过多年的摸索，硬是拿出了一套超级厉害的扫描量子传感显微系统。这个系统集合了最先进的扫描探针技术和量子传感技术的精华，探测灵敏度和空间分辨率都达到了原子级别。有了这双能看清楚原子结构的“锐眼”，他们就把实验直接放在室温下进行。研究结果显示，当水被限制在1.6纳米以下的空间里时，水分子就会变得不爱动弹，进入一种“类固体”状态；如果再把空间压到1纳米以下，常温常压下的水就会彻底变成有序的晶体结构。这就直接证明了在室温下纳米受限水确实能发生液—固相变。 江颖教授说，这项研究不仅仅是发现了一个新物态，更重要的是给那些一直让人搞不清楚的反常现象找到了一个统一的解释。比如它解释了为什么在极窄的纳米通道里，水不是像传统流体那样黏糊糊地运动，而是像层状固体一样没有摩擦力地“超润滑”流动。这种新的理解一下子把传统流体力学在纳米尺度的适用范围给动摇了。《自然·材料学》杂志刊登了这项成果，审稿人都觉得这工作非常棒，认为它解答了一个长期悬而未决的开放性问题。 从宏观的海洋到微观的孔道，水无处不在。我国科学家这次在仪器研发和科学发现上取得的突破，不光展现了科研实力，还为未来的应用开辟了新路子。无论是设计更高效的海水淡化膜，还是开发收集大气水分的新材料；不管是搞低能耗的过滤系统，还是研制能量收集装置；这些都离不开对水本源的好奇和基础研究的推动。这次的原创成果再次证明了重大原始创新对技术变革的源头作用。