中国科学家首次证实“水变冰”百年理论预言

揭开冰冻之谜：水是如何变成冰的？

俗话说，“冰冻三尺，非一日之寒”。这个看似简单的现象——水变成冰，其背后却隐藏着深奥的科学秘密。百年来，科学家们一直在努力解开这个谜团，而今天，中国科学家终于取得了重大突破。

近期，由中国科学院化学研究所王健君团队与中国科学院大学周昕教授联合完成的一项实验成果在国际知名学术期刊《自然》上发布。他们成功“再现”了水结冰的过程，并揭示了其中神秘的“临界冰核”的存在。

这一发现不仅满足了人们对自然现象的好奇心，更具有深远的实际意义。水结冰作为自然界的普遍现象，对地球上的气候、地质及生命过程产生深远影响。在化学工业、低温生物学、材料科学等领域，如细胞和组织的低温冻存、维持疫苗的高活性、飞机防冰涂层等，都有着至关重要的作用。

那么，冰核是如何形成的呢？其实，这是水分子的无序热运动与有序排列的竞争结果。长期以来，科学家们假设存在一个“临界冰核”，只有当冰核大小超过这个临界尺寸时，水才会开始结冰。这个理论被写入教科书，但临界冰核的真实面目却一直难以捉摸。

临界冰核是什么？它是水和冰相变过程中瞬间存在的过渡态，存在时间极短——纳秒级别，尺寸也非常小——纳米级别。王健君团队通过精密的实验和理论计算，成功探测到了这个神秘的临界冰核，并明确了其尺寸。

这项研究不仅为我们揭示了水结冰的奥秘，更为未来的研究和应用打开了新的大门。韩国工程院院士Dong June AHN评价道，这是一项具有里程碑意义的研究，它将为我们更好地理解和利用自然现象提供强有力的支持。

随着这项研究的深入，我们有望在未来更好地利用水结冰现象，为各个领域的发展带来更多的可能性。而这背后，是中国科学家的智慧与努力，是我们对科学无尽的探索与追求。