（a）氦自旋回波法示意图；（b）移相率与动量传递的关系；（c）Ni（111）衬底（绿色）上，石墨烯晶格（灰色球）的结构模型。
　　众所周知，水在接触到低温表面时会结冰，但是结冰的确切过程及微观细节至今仍然成谜。奥地利格拉茨技术大学实验物理研究所研究人员AntonTamtgl说：水形成冰的第一步是‘成核’过程，它发生在极短时间内，不到十亿分之一秒。可移动性极高的单个水分子找到‘合适的伙伴’后，就结合在一起了。传统显微镜过慢，根本无法跟踪水分子的运动，因此也难以用于观察分子在固体表面上的结合过程。
　　在一项新实验技术和计算模拟的帮助下，Tamtgl与英国剑桥大学和萨里大学的研究人员成功追踪了石墨烯表面形成冰的成核过程。在实验中，他们观察到了奇特的水分子互斥现象。只有获得足够能量来克服这种排斥作用，水才能形成冰。换句话说，在结冰之前，水必须变热。Tamtgl说：此前，研究人员没有考虑成核过程中水分子间的斥力。新研究将改变这一切。
　　研究人员利用氦自旋回波法（HeSE）发现了新现象。HeSE由剑桥卡文迪许实验室开发，是一种专门用于跟踪原子和分子运动的技术。仪器从表面移动的分子中散射氦，研究人员通过记录氦的数量和散射后的能量速率，便能跟踪原子核分子运动。实验结果表明，石墨烯表面水分子的互斥力源自分子垂直于表面的相同排列。这与同极磁铁的相互排斥现象非常相似。为了驱动成核过程，其中一个水分子必须重新定向，而这需要额外的能量。
　　通过计算模拟，研究人员绘制了不同构型水分子的精确能量图，并计算了相邻分子之间的相互作用。模拟结果证实了他们的猜测。实验和理论的结合使Tamtgl团队更精确地了解了水分子行为。这是他们第一次准确捕捉到成核过程的演变情况，他们也据此提出了一种新的物理机制。
　　Tamtgl等人指出，新观察到的效应也可能存在于其他表面。新发现为控制或防止结冰提供了新思路。风力发电、航空或电信设备的表面处理工艺将因此受益匪浅。了解冰形成时的微观过程，对于预测冰川、冰盖的形成和消融也非常重要。Tamtgl说。
　　编译：雷鑫宇审稿：西莫责编：陈之涵
　　期刊来源：《自然通讯》
　　期刊编号：20411723
　　原文链接：https：www。sciencedaily。comreleases202105210527112439。htm
　　中文内容仅供参考，一切内容以英文原版为准。转载请注明来源。

海市蜃楼或许是其他空间的影像海市蜃楼，又称蜃景，是一种因为光的折射和反射而形成的自然现象。我们曾经在课本中学习得知，海市蜃楼是地球上的物体反射的光，经大气折射后而形成的虚像，本质是一种光学现象。……国际空间站俄舱段发现新裂缝，不确保在2025年后不出故障据俄新社莫斯科8月30日报道，俄罗斯能源火箭航天公司总设计师、国际空间站俄罗斯舱段飞行主管弗拉基米尔索洛维约夫表示，航天员在检查国际空间站俄罗斯舱段时发现空间站第一个太空舱霞光……小学名人励志故事作文素材小学生学习作文时，最重要的一个步骤就是先学会积累素材。大量丰富的优秀素材能够为学生写作打下良好的基础。下面是品学网小编为您整理的关于名人励志故事的小学作文素材，希望对您有所帮助……风云三号E星发布首批高精度太阳图像9月2日，被称为黎明星的风云三号E星（以下简称E星）发布首批高精度、多波段太阳图像。在太阳极紫外动画图像上，太阳最外层大气日冕数天内的变化被精准捕捉，太阳活动区、冕洞等也清晰可……勤劳的爸爸小学暑期写人作文600字导语：在我们的生命中，有种宝贵的东西叫做父爱我会永远怀念过去，怀念父亲对我的爱。以下小编为大家介绍勤劳的爸爸作文文章，欢迎大家阅读参考！勤劳的爸爸作文1别人的爸爸都很严肃……做人从宽容开始作文550字小悦是我的朋友，记忆里是她教会我宽容待人。我捧起记忆的佳酿想请她喝时，却先醉了自己，像海燕飞过茫茫大海，像六月饮了山泉水。在记忆的心凭上，有她陪我恰似流光溢彩的姑苏夜城，似隽永……我们的零点体育课小学作文当我早晨走进阳光明媚的校园时，看到了一幅奇怪的景象：同学们不走直通自己教室的路，而是沿着学校的围墙走。进校门，直走的路都被拦了起来，我也不敢胡作非为，只好跟着人群往里走，一边走……影响跨越多个圈层全球变暖何以四处横行关注全球变暖气候变化不是孤立的，地球不同圈层之间相互作用才构成了气候系统。气候系统包括大气圈、岩石圈、水圈、生物圈和冰冻圈，近些年人类圈又被提出。各圈层与大气圈相互作用，……瞬间传送是否可能实现？把人瞬间分解成原子的形式，记住每个原子在人体中的位置，再通过仪器发射到某一位置，重新组合起来的二十世纪科学幻想，以2021年现在的科学技术是根本不可能做到的，而且只考虑原子、不……神奇的叶子优秀作文精选哪怕是庭前的一棵树，一片叶子，只要我们用心观察，也会从中深刻地顿悟出生命的含义。今天小编就来分享神奇的叶子优秀作文，请各位读者好好欣赏和借鉴。神奇的叶子优秀作文（一）……宇宙笔记5文字宇宙笔记图片网络宇宙极其广袤，而我们毕竟生活在地球上，移民星际目前只存在于科幻中，实现是未来的事情，即使到了移民星际时代，我觉得也会存在诸多的问题。除非实……ReviewsofGeophysics大陆起源增生与改造朱日祥等RG：大陆起源、增生与改造太阳系中的类地行星和月球都具有类似的核幔壳结构，但唯独人类居住的地球具有长英质的大陆地壳。大多数情况下，大陆地壳比大洋地壳古老得多。最古……