俗話說,，“冰凍三尺,，非一日之寒”，那么水究竟是怎么變成冰的,？這個問題看似簡單,，上百年來卻沒有人能夠說得清楚,。如今，中國科學(xué)家在實驗上“再現(xiàn)”了水結(jié)冰的過程,，揭示了這一過程中“臨界冰核”的存在,，證實了經(jīng)典臨界冰核理論的百年預(yù)言。

　　12月19日,，國際知名學(xué)術(shù)期刊《自然》在線發(fā)表了這一由中國科學(xué)院化學(xué)研究所王健君,、中國科學(xué)院大學(xué)周昕團隊領(lǐng)銜完成的科研成果。這也是科學(xué)界首次在實驗中證實臨界冰核的存在,。

　　該成果論文通訊作者,、中國科學(xué)院化學(xué)研究所研究員王健君告訴中國青年報·中國青年網(wǎng)記者，了解水結(jié)冰過程不僅滿足了人們的好奇心,，更是有用的知識——作為一個自然界的普遍現(xiàn)象,，它不僅影響著地球上的氣候、地質(zhì)及生命,，還在化學(xué)工業(yè),、低溫生物學(xué)、材料科學(xué)等領(lǐng)域發(fā)揮著至關(guān)重要的作用,，比如,，細(xì)胞和組織的低溫凍存、維持疫苗在生產(chǎn)和輸運過程中的高活性,、飛機等交通工具的防冰涂層,。

　　根據(jù)熱力學(xué)原理，水分子在溶液中會不停地進行熱運動,，當(dāng)溫度低于冰點,，水分子會趨向進行有序的排列。

　　冰核的形成,，就是水分子的無序熱運動和水分子有序排列的競爭結(jié)果,。當(dāng)形成的冰核大小超過臨界尺寸時，即形成臨界冰核時,，水才會開始結(jié)冰,。

　　近百年前，科學(xué)家吉布斯提出臨界冰核理論,，并被寫入教科書,。然而，臨界冰核的真實面目卻始終沒人見過,。

　　王健君說,，臨界冰核是水和冰相變過程中瞬間存在的過渡態(tài)——納秒級別，尺寸非常小——納米級別,。

　　如今,，王健君團隊攜手中國科學(xué)院大學(xué)周昕教授成功探測到臨界冰核,。實驗結(jié)合理論計算，簡潔清晰地得到了臨界冰核的尺寸,。

　　韓國工程院院士Dong June AHN評價道,，該研究在冰成核領(lǐng)域是具有里程碑意義的工作之一。