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加快打造原始創(chuàng)新策源地,加快突破關(guān)鍵核心技術(shù),努力搶占科技制高點,為把我國建設(shè)成為世界科技強(qiáng)國作出新的更大的貢獻(xiàn)。

——習(xí)近平總書記在致中國科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場、面向國家重大需求、面向人民生命健康,率先實現(xiàn)科學(xué)技術(shù)跨越發(fā)展,率先建成國家創(chuàng)新人才高地,率先建成國家高水平科技智庫,率先建設(shè)國際一流科研機(jī)構(gòu)。

——中國科學(xué)院辦院方針

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【科技日報】受限水能在常溫下以平面方形冰形式存在

2015-04-27 科技日報 吳長鋒
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語音播報

  科學(xué)家首次觀察到石墨烯毛細(xì)通道中常溫下受限水的存在形式:二維方形冰結(jié)構(gòu)。該成果由中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)吳恒安教授和王奉超特任副研究員與英國曼徹斯特大學(xué)Andre Geim教授課題組,以及德國烏爾姆大學(xué)Ute Kaiser教授課題組合作得出,發(fā)表在最近出版的《自然》上。 

  水是地球上最常見的物質(zhì)之一,不過界面處或者受限空間內(nèi)水的結(jié)構(gòu)和動力學(xué)行為卻并不完全為人所知。此次由德國、中國、英國三國組成的聯(lián)合研究團(tuán)隊,通過實驗和模擬發(fā)現(xiàn),在常溫下受限于石墨烯片之間的水會整齊排列成規(guī)則的二維方形結(jié)構(gòu)。這是常溫下水的一種全新存在形式,突破了長久以來人們對冰的已有認(rèn)識。該研究成果對于解釋低維空間內(nèi)水的快速輸運(yùn)具有重要意義。

  吳恒安課題組在該項工作中做出的核心貢獻(xiàn)是采用分子動力學(xué)模擬揭示了二維方形冰形成機(jī)理,在石墨烯片之間的分子間作用力影響下,使水中的氫鍵網(wǎng)絡(luò)從立體向平面轉(zhuǎn)變,從而形成有序的方形晶體結(jié)構(gòu)。模擬結(jié)果還預(yù)測,該二維方形冰結(jié)構(gòu)在受限空間內(nèi)是普遍存在的,在非石墨烯片及多種不同表面性質(zhì)的毛細(xì)通道內(nèi)也可能觀察到該特殊方形冰結(jié)構(gòu)的形成。

  《自然》期刊網(wǎng)站以首頁頭條形式第一時間對該成果進(jìn)行了報道,并在同期的新聞視點欄目邀請國際著名水科學(xué)家、英國皇家學(xué)會Alan K. Soper院士,對該成果進(jìn)行了重點評論和展望。評論指出,該成果首次明確闡述了水在石墨烯毛細(xì)通道內(nèi)的形態(tài)和范德華力在納米尺度下起到的重要作用,有助于人們進(jìn)一步認(rèn)識生物通道內(nèi)或表面水的輸運(yùn)機(jī)制和流動控制機(jī)理。

(原載于《科技日報》 2015-04-27 01版)

打印 責(zé)任編輯:侯茜

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