——習(xí)近平總書記在致中國(guó)科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求
——中國(guó)科學(xué)院辦院方針
語(yǔ)音播報(bào)
水是地球上最常見(jiàn)的物質(zhì)之一,不過(guò)界面處或者受限空間內(nèi)水的結(jié)構(gòu)和動(dòng)力學(xué)行為卻并不完全為人所知。此次由德國(guó)、中國(guó)、英國(guó)三國(guó)組成的聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì),通過(guò)實(shí)驗(yàn)和模擬發(fā)現(xiàn),在常溫下受限于石墨烯片之間的水會(huì)整齊排列成規(guī)則的二維方形結(jié)構(gòu)。這是常溫下水的一種全新存在形式,突破了長(zhǎng)久以來(lái)人們對(duì)冰的已有認(rèn)識(shí)。該研究成果對(duì)于解釋低維空間內(nèi)水的快速輸運(yùn)具有重要意義。
吳恒安課題組在該項(xiàng)工作中做出的核心貢獻(xiàn)是采用分子動(dòng)力學(xué)模擬揭示了二維方形冰形成機(jī)理,在石墨烯片之間的分子間作用力影響下,使水中的氫鍵網(wǎng)絡(luò)從立體向平面轉(zhuǎn)變,從而形成有序的方形晶體結(jié)構(gòu)。模擬結(jié)果還預(yù)測(cè),該二維方形冰結(jié)構(gòu)在受限空間內(nèi)是普遍存在的,在非石墨烯片及多種不同表面性質(zhì)的毛細(xì)通道內(nèi)也可能觀察到該特殊方形冰結(jié)構(gòu)的形成。
《自然》期刊網(wǎng)站以首頁(yè)頭條形式第一時(shí)間對(duì)該成果進(jìn)行了報(bào)道,并在同期的新聞視點(diǎn)欄目邀請(qǐng)國(guó)際著名水科學(xué)家、英國(guó)皇家學(xué)會(huì)Alan K. Soper院士,對(duì)該成果進(jìn)行了重點(diǎn)評(píng)論和展望。評(píng)論指出,該成果首次明確闡述了水在石墨烯毛細(xì)通道內(nèi)的形態(tài)和范德華力在納米尺度下起到的重要作用,有助于人們進(jìn)一步認(rèn)識(shí)生物通道內(nèi)或表面水的輸運(yùn)機(jī)制和流動(dòng)控制機(jī)理。
(原載于《科技日?qǐng)?bào)》 2015-04-27 01版)
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