发布日期：2016-10-25 消息来源：科技部
璀璨迷人的雪花是由水分子形成的晶体形成，水分子如何形成晶体结构？最小的水分子晶体是怎样？德国哥廷根大学物理化学研究所与德国马普学会动力与自组织系统研究所的科学家通过红外线光谱分析手段确定，最少需要275个水分子才可以形成晶体，也就是首次确定了最小的水分子晶体结构。这一成果是研究物质由原子状态进入固体状态的变化过程（相变物理学）领域的重要成果，已在《科学》杂志发表。 在研究过程中，科学家通过一个极其微小的“喷嘴”向外“喷射”水分子，并迅速使水分子冷却、积聚形成一系列不同尺度的“分子簇”。通过植入钠原子作为“测量探针”，用红外激光脉冲对水分子簇进行红外光谱分析。结果显示，直到225个水分子形成的分子簇仍然是杂乱无章的结构，但随着水分子数目的增加，分子簇即不断显现出形成有序晶体结构的趋势，而由至少275个水分子，可形成最微小的晶体单元。 科学家们认为，这一研究方法也可用于研究其它物质由无序状态形成固态晶体的过程，近期科学家们还将研究乙醇等物质的结晶过程。因为金属所具有的包括导电性能在内的一系列重要特性均与金属的结晶过程紧密关联，因此研究金属的结晶过程将具有更加重要的实际意义。
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