原子分辨率成像揭示冰表面秘密：预融化机制和潜在应用

冰Ih（六角形冰），是地球上最常见的冰的形式，它的特点是水分子在六角晶格中排列。这种结构对许多冰的物理性质至关重要，比如它相对于液态水的低密度，这使得冰能够漂浮。

冰Ih的表面一直是研究的热点，因为它在各种自然过程中起着关键作用，包括云的形成、大气化学和冰的滑动性。尽管其重要性，由于脆弱的氢键网络和复杂的预融化过程，冰界面的确切原子结构一直难以捉摸。

最近发表在《自然》杂志的一项突破性研究，实现了对冰Ih表面结构的原子分辨率成像，揭示了预融化现象——即使在低于冰点的温度下，冰表面也会形成一层液态水。

在这项研究中，研究人员采用了一种名为qPlus的基准低温原子力显微镜 (AFM) 的先进技术。这种强大的工具使科学家能够以令人难以置信的精度探测表面，分辨单个原子。为了增强图像分辨率，研究人员使用了一种特殊的AFM探针，该探针用一氧化碳分子进行功能化，以创建了一个用于与冰表面相互作用的明确探针。