原位电镜发现冰异质成核结晶动力学路径 | 进展

本研究背景聚焦于结晶过程作为多学科交叉领域的重要科学问题，目前受限于微观探测手段而难以深入理解其动力学机制。研究目的旨在通过发展原子分辨原位冷冻电镜技术，揭示冰在石墨烯界面的异质成核结晶路径。实验发现在100K低温和10⁻⁵Pa低压条件下，立方冰与六方冰可独立直接成核，通过表面能主导的晶核聚集、取向一致和熟化过程形成多晶型晶粒。结论首次证实极端非平衡条件下冰可通过非经典路径结晶，其动力学由长程周期性构型焓变驱动的量子相变主导，为冰结晶调控和凝聚态物质相变研究提供了新机制依据。