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本报讯(中国青年报中国青年网记者 邱晨辉)俗话说，“冰冻三尺，非一日之寒”，那么水究竟是怎么变成冰的？这个问题看似简单，上百年来却没有人能够说得清楚。如今，中国科学家在实验上“再现”了水结冰的过程，揭示了这一过程中“临界冰核”的存在，证实了经典临界冰核理论的百年预言。
12月19日，国际知名学术期刊《自然》在线发表了这一由中国科学院化学研究所王健君、中国科学院大学周昕团队领衔完成的科研成果。这也是科学界首次在实验中证实临界冰核的存在。
该成果论文通讯作者、中国科学院化学研究所研究员王健君告诉中国青年报中国青年网记者，了解水结冰过程不仅满足了人们的好奇心，更是有用的知识——作为一个自然界的普遍现象，它不仅影响着地球上的气候、地质及生命，还在化学工业、低温生物学、材料科学等领域发挥着至关重要的作用，比如，细胞和组织的低温冻存、维持疫苗在生产和输运过程中的高活性、飞机等交通工具的防冰涂层。
根据热力学原理，水分子在溶液中会不停地进行热运动，当温度低于冰点，水分子会趋向进行有序的排列。
冰核的形成，就是水分子的无序热运动和水分子有序排列的竞争结果。当形成的冰核大小超过临界尺寸时，即形成临界冰核时，水才会开始结冰。
近百年前，科学家吉布斯提出临界冰核理论，并被写入教科书。然而，临界冰核的真实面目却始终没人见过。
王健君说，临界冰核是水和冰相变过程中瞬间存在的过渡态——纳秒级别，尺寸非常小——纳米级别。
如今，王健君团队携手中国科学院大学周昕教授成功探测到临界冰核。实验结合理论计算，简洁清晰地得到了临界冰核的尺寸。
韩国工程院院士Dong June AHN评价道，该研究在冰成核领域是具有里程碑意义的工作之一。
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