北京大学物理学院量子材料科学中心还有北京怀柔轻元素量子材料交叉平台的江颖教授、边珂研究员、王恩哥院士等人,这次就和香港城市大学的曾晓成教授一块儿联手。咱们国家的科学家搞出了一套特别牛的扫描量子传感显微系统,这技术把高端扫描探针和精密量子传感结合在了一起,灵敏度和分辨率都高得离谱。他们手里拿着这个“原子尺度的磁共振成像仪”,终于能直接看到物质界面里的水分子是啥样了。 利用这玩意儿,研究团队发现了水在极端受限条件下是怎么变化的。当空间窄到1.6纳米以下时,水分子跑得慢了,就变成了那种有点像固体又有点像液体的“类固体”状态;再把空间压缩到1纳米以下,常温常压下,水直接就冻住了,变成了有序的晶体结构。这可是头一回在室温下把水从液体变成固体的全过程给拍下来了。 江颖教授说了,这次突破不光是为了看看水的样子。它给咱们理解水在纳米尺度下那些奇怪的行为提供了一个统一的说法。比如说以前大家都在争论纳米通道里流体到底咋流动,现在弄明白了,原来在那么窄的地方根本就不是普通的粘性流动,而是像固体一样毫无摩擦地滑过去。这种“超润滑”的传输方式解释了好多基础原理。 这项工作得到了《自然·材料学》期刊审稿人的一致点赞。他们说这是解决了一个长期没弄明白的大问题,实验方法特别新颖,成果很有科学价值。更重要的是它挑了一个跨学科的热门研究课题来搞。 这次由我国科学家主导的原创研究标志着我们在微观探测领域往前走了一大步。它不光解决了观测难题,让我们对水的认知深入到了纳米层次,更重要的是揭示了一些新奇的物理性质和相变规律。这些发现为以后那些可能会改变世界的颠覆性技术铺了路子。不管是设计更高效的海水淡化膜还是空气集水装置,还是开发新一代的过滤系统或者摩擦发电设备,这项研究带来的影响都将会一直存在下去。它展示了基础科学怎么变成技术创新的源头活水,也给咱们国家在新材料、新能源还有环境保护这些战略领域的发展注入了新的活力。