据新(xin)华社电 （记者魏梦佳）冰的表面结构如何，何时开始(shi)融(rong)化(hua)、如何融(rong)化(hua)？这些问题困扰科学(xue)界已久。由北京大学(xue)物理学(xue)院、北京怀柔(rou)综合性国(guo)家科学(xue)中心轻元素量(liang)子材(cai)料交叉(cha)平台（简(jian)称轻元素平台）组成的研究团队，利用自主研发的国(guo)产qPlus型扫(sao)描探针显微镜，在国(guo)际上首次“看到”冰表面的原子结构，并揭示其在零下153摄氏度即开始(shi)融(rong)化(hua)的奥秘。该成果近日发表于国(guo)际学(xue)术期刊《自然》上。

冰表面是(shi)多种自然现(xian)象和大气反应发生的重要媒介，对冰的形(xing)成、大气平流层中臭氧(yang)分解及(ji)雷云带电现(xian)象等均具有显著影响。但因缺乏(fa)原子尺度实验工具，科学(xue)界对冰表面结构的基本问题一直(zhi)未(wei)有明确解答。轻元素平台特(te)聘研究员田野介绍，团队利用qPlus型扫(sao)描探针显微镜，开发出可分辨氢原子和化(hua)学(xue)键(jian)的成像(xiang)技术，实现(xian)冰表面水分子氢键(jian)网络的精确识别和氢原子分布的精准定位。探测发现(xian)，冰表面结构同时存(cun)在六角密(mi)堆积和立(li)方密(mi)堆积两种排列方式，且拼(pin)接堆砌形(xing)成稳定的网络结构。

研究还揭示了冰表面预融(rong)化(hua)机制。冰表面常在低于零摄氏度下开始(shi)融(rong)化(hua)，该现(xian)象被称为冰的预融(rong)化(hua)。轻元素平台负责人江颖教(jiao)授介绍，受研究工具所限，科学(xue)界一直(zhi)无(wu)法(fa)获得准确原子尺度信(xin)息(xi)，围绕(rao)冰表面结构和预融(rong)化(hua)机制的争论因此持续(xu)了170多年。国(guo)际研究普遍认为，冰表面发生预融(rong)化(hua)的温度在零下70摄氏度以上。