据新华社电(dian) （记者魏梦佳）冰的表面结构如何，何时开(kai)始融化、如何融化？这些问题困扰科学界已久(jiu)。由北京大学物理学院、北京怀柔综合(he)性国(guo)家科学中(zhong)心轻元素量子材料交叉平台（简(jian)称轻元素平台）组成的研究团队，利用自(zi)主研发的国(guo)产qPlus型扫描探针显微镜，在国(guo)际(ji)上首次“看到(dao)”冰表面的原子结构，并揭示其在零下153摄氏度即开(kai)始融化的奥(ao)秘。该成果近日发表于国(guo)际(ji)学术期刊《自(zi)然》上。

冰表面是多种自(zi)然现象和(he)大气(qi)反应发生的重要媒介，对冰的形成、大气(qi)平流层中(zhong)臭氧(yang)分解及雷云带电(dian)现象等均具有显著影响(xiang)。但(dan)因(yin)缺乏(fa)原子尺(chi)度实(shi)验工具，科学界对冰表面结构的基本问题一直未有明确解答。轻元素平台特聘研究员田野介绍，团队利用qPlus型扫描探针显微镜，开(kai)发出可(ke)分辨氢原子和(he)化学键的成像技术，实(shi)现冰表面水分子氢键网络的精确识别和(he)氢原子分布的精准定位。探测发现，冰表面结构同时存在六角密堆积和(he)立方密堆积两种排列方式，且拼(pin)接堆砌形成稳定的网络结构。

研究还(hai)揭示了冰表面预融化机制。冰表面常在低于零摄氏度下开(kai)始融化，该现象被称为冰的预融化。轻元素平台负(fu)责(ze)人江颖教授介绍，受研究工具所(suo)限(xian)，科学界一直无法获得准确原子尺(chi)度信(xin)息，围绕(rao)冰表面结构和(he)预融化机制的争论因(yin)此持续了170多年。国(guo)际(ji)研究普遍(bian)认为，冰表面发生预融化的温度在零下70摄氏度以上。