北京师范大学孙刚教授：结晶过程中的维度效应

本文探讨了结晶过程中的维度效应及其在异质成核中的关键作用。背景方面，物质的晶化在大气科学、生物物理和材料科学等多个领域具有重要作用，但传统的经典成核理论（CNT）难以充分反映分子尺度上的相互作用和液体结构有序性。研究目的是通过分子动力学模拟技术，揭示界面异质成核的微观机制。研究发现，界面液体的结构维度决定了不同的结晶模式：三维结构下晶核以双层冰形式出现，二维结构下则呈现逐层生长模式。此外，研究还发现结晶过程可能是非经典的多步成核过程，特别是在界面具有较强的亲水性时。结论方面，该研究揭示了液体结构维度效应在相变过程中的关键作用，为热力学相变理论的发展提供了新动力，并在冷冻保存、药物生产和光电材料设计等领域具有潜在应用价值。