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新华社报道（记者魏梦佳）长期以来，科学家们对于冰的表面特性及其何时何地开始融化的问题感到困惑。北京大学物理学院和北京怀柔综合性国家科学中心轻元素量子材料交叉平台（简称轻元素平台）的研究团队，借助他们自主研发的国产qPlus型扫描探针显微镜，首次在全球范围内揭示了冰表面的微观结构，并解开了它在零下153摄氏度即开始融化的神秘面纱。这一重要发现已发表在国际知名学术期刊《自然》上。 冰表面作为众多自然现象和大气反应的关键界面，对冰的形成、臭氧在平流层中的分解以及雷云的电荷分布等过程产生显著影响。然而，由于缺乏原子级的实验工具，冰表面结构的基础问题一直悬而未决。轻元素平台的特聘研究员田野分享，他们的研究团队运用qPlus型显微镜，开发出能分辨氢原子和化学键的成像技术，从而精细识别冰表面水分子间的氢键网络并精确定位氢原子的位置。研究表明，冰表面呈现出六角紧密堆积和立方紧密堆积两种排列模式，共同构建出稳定的结构网络。 此外，研究还揭示了冰表面预融化的全新理解。通常情况下，冰在温度低于零度时开始融化，这一现象被称为预融化。轻元素平台负责人江颖教授指出，由于技术限制，过去科学界难以获取冰表面的精确原子级信息，这使得关于冰表面结构和预融化机制的讨论持续了超过170年。以往普遍认为，冰表面预融化至少发生在零下70摄氏度以上。这一突破性发现将有助于深化我们对冰的性质和相关自然过程的理解。