当温度降低至凝固点以下水就会变为冰，这是生活中的基本常识。从微观物理化学角度来讲，液体水变为固态冰是无序的水分子形成规则氢键与形状的冰晶过程，由于低温能够降低水分子的布朗运动，因此水变成冰过程最重要的因素就是降温 。
　　水在低温下快速变成冰
　　但是与我们认知所相悖的是，有的水在结冰居然需要加热。剑桥大学的Anton Tamtögl和萨里大学的Marco Sacchi领导的一个国际研究小组发现，在分子尺度上，水分子在形成冰之前需要外界一些额外的热量。
　　Anton Tamtögl和他所在的实验室
　　这个研究团队观察了水分子在温度为-148 石墨烯表面上的结晶情况，发现在低温石墨烯表面上的水分子之间最初是相互排斥的，这主要是因为水分子最初以相同的方向附着在冰冷的石墨烯表面——两个氢原子靠近表面，而氧原子高于表面。水分子是电偶极子(氧端带负电，氢端带正电)，所以在这些取向相似的分子之间存在偶极静电斥力，这些偶极静电斥力抑制了分子间形成弱键结冰 。当对整个体系加热改变它们的取向方向之后，才使它们的相反电荷极点相互吸引，从而引发成核结冰。
　　水分子在冰冷石墨烯表面的排列方式，两个白色的氢原子靠近石墨烯表面，红色的氧原子在顶端
　　为了进一步理解他们的观察结果，Tamtögl和同事们用计算机模拟了不同能量下石墨烯吸附的水分子之间的相互作用。正如他们所预期的那样，通过调节施加的热量大小，就可以控制水分子开启和关闭结晶行为。 这项研究是十分有意义的，可能会对航空航空器、通信设备上的防结冰技术提供新的思路，同时它们还可以为冰川的形成和融化提供重要的见解，使研究人员能够更好地量化气候变化对冰冻圈的影响。
　　参考资料
　　Tamtögl, A., Bahn, E., Sacchi, M.  et al.  Motion of water monomers reveals a kinetic barrier to ice nucleation on graphene.  Nat Commun   12,  3120 (2021).

土星木星和月亮将连续两天上演三英会助兴五一假期海报制作冯娟新华社天津5月2日电（记者周润健）天文科普专家介绍，5月4日和5日这两天凌晨，下弦月将来到土星和木星的附近停留，上演三英会，助兴五一假期。届时如果天气晴好，我国感兴趣公美国急着研制核动力火箭用于登月？不对，抢先登陆火星才是关键美国一直被认为是一个航天技术大国，但是最近几年就显露了一些问题，面对其他国家的进步，让美国相当的忧心，尤其嫦娥登月让美国受不了！如今美国为了维持自己在航天领域的领先地位，也不得不寻又打破世界纪录，中国科学家把光存储时间提高至1小时中国科学家把科幻变为现实，成功实现把光速变慢，实现光存储1小时，这到底是怎么回事呢，今天我就来跟大家简单聊聊这个话题。我们都知道，光速是世界上最快的速度，达到30万公里每小时，所以氢燃料电池的工作原理事实上，氢燃料电池的历史非常早。第一块燃料电池是1845年由英国科学家威廉格罗夫制造的，制造时间是道光二十五年。他证明了在一定条件下，氢和氧的结合会产生电流，就像产生水一样。当然，外媒飞船夜降墨西哥湾，4名国际空间站宇航员安全返航参考快讯外媒飞船夜降墨西哥湾，4名国际空间站宇航员安全返航4名国际空间站宇航员返回地球据美联社消息，美国太空探索技术公司在佛罗里达当地时间5月2日凌晨成功将4名宇航员从国际空间站接说说我理解的，日晕月晕成因地球被大气层包裹，大气层看似没有，其实，大气层相当于是透明的玻璃。当整个大气层湿度偏大的时候，太阳光照到大气层侧面，整个大气层侧面这一圈都反光。这个光圈被正对太阳的大气层，如同镜子天文学家说，太空垃圾正在让夜空变得更加明亮对于地球学家来说，绕地球运行的碎片不断增加正成为一个严重的问题。根据根据上个月发表在皇家天文学会月报通讯上的初步研究，当旧的卫星，火箭和其他杂物捕获阳光时，它们可以将其反射到地球和特拉华大学开发新工艺将一次性塑料废弃物变成燃料现在，每年都会产生数百万吨塑料垃圾，给人类的生存环境造成威胁。据外媒报道，特拉华大学（UniversityofDelaware）塑料创新中心（CPI）的研究人员开发出一种新工艺，可中国发现700万年前真板齿犀化石中国发现700万年前真板齿犀化石作为独角兽的真实原型动物，体型巨大具有一个最长可达2米额角的真板齿犀虽早已灭绝，但其起源问题长期悬而未决，备受学界关注。中国科学院古脊椎动物与古人类什么是石墨陨石要了解石墨陨石，首先要了解石墨的特点，正常说的太空碳肯定是石墨，不会又煤这种碳，石墨的特性是能耐3700度高温而不变形，咱们工业用石墨做成坩埚来熔炼矿石和各种金属。石墨在温度达到1外媒4名国际空间站宇航员乘龙飞船成功返回地球中新网5月2日电据法新社报道，当地时间5月2日凌晨，搭载4名宇航员的美国SpaceX公司龙飞船太空舱，在佛罗里达州附近海岸成功溅落。当地时间5月2日凌晨，美国SpaceX公司的龙飞