2026年1月12日,一项突破性的科研成果在线发表于国际顶级期刊《自然-材料学》,由北京大学江颖、边珂、王恩哥团队联合香港城市大学曾晓成共同完成。该研究利用团队自主研发的扫描量子传感显微系统,首次在室温条件下直接观测到纳米受限水(空间尺寸小于1纳米)的液—固相变过程。这一重要发现不仅突破了传统界面观测的技术瓶颈,更为深入理解水在极端纳米尺度下的物理行为提供了全新的视角。
该研究在北京大学物理学院及北京怀柔轻元素量子材料交叉平台顺利开展,展现了跨学科合作在基础科学研究中的强大潜力。通过精密的实验设计和高灵敏度的显微技术,研究团队成功捕捉到水分子在纳米尺度下的相变动态,揭示了其独特的物态转变规律。这一突破性成果为解释纳米尺度超润滑等现象提供了关键的微观实证依据。
研究结果表明,当水分子被限制在1.6纳米以下的空间时,会逐渐进入一种“类固体”态,表现出类似固体的有序排列特征。而在1纳米以下的空间尺度中,水分子甚至在室温条件下也能形成有序的晶体结构。这一发现颠覆了传统认知中水在低温条件下才可能结冰的印象,为纳米科技和材料科学领域带来了全新的启示。
该技术的突破不仅为水在纳米尺度下的行为研究开辟了新途径,也为未来开发新型纳米材料、优化纳米器件性能提供了重要的理论支持。随着纳米技术的不断发展,这一研究成果有望在超润滑材料、纳米流体、生物分子相互作用等领域产生深远影响,推动相关产业的技术革新和进步。
