冰的表面結構如何，何時開始融化、如何融化？這些問題困擾科學界已久。由北京大學物理學院、北京懷柔綜合性科學中心輕元素量子材料交叉平臺（簡稱輕元素平臺）組成的研究團隊，利用自主研發的國產qPlus型掃描探針顯微鏡，在國際上首次“看到”冰表面的原子結構，並揭示其在零下153攝氏度即開始融化的奧秘。該成果近日發表於國際學術期刊《自然》上。

冰表面是多種自然現象和大氣反應發生的重要媒介，對冰的形成、大氣平流層中臭氧分解及雷雲帶電現象等均具有顯著影響。但因缺乏原子尺度實驗工具，科學界對冰表面結構的基本問題一直未有明確解答。輕元素平臺特聘研究員田野介紹，團隊利用qPlus型掃描探針顯微鏡，開發出可分辨氫原子和化學鍵的成像技術，實現冰表面水分子氫鍵網路的精確識別和氫原子分佈的精准定位。探測發現，冰表面結構同時存在六角密堆積和立方密堆積兩種排列方式，且拼接堆砌形成穩定的網路結構。

研究還揭示了冰表面預融化機制。冰表面常在低於零攝氏度下開始融化，該現象被稱為冰的預融化。輕元素平臺負責人江穎教授介紹，受研究工具所限，科學界一直無法獲得準確原子尺度資訊，圍繞冰表面結構和預融化機制的爭論因此持續了170多年。國際研究普遍認為，冰表面發生預融化的溫度在零下70攝氏度以上。

來源：人民網-人民日報海外版