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原子尺度上水的复杂形态和新奇效应

2023-04-26

江颖和王恩哥联合团队针对我国高端科研仪器的卡脖子难题,成功研发一套具有自主知识产权的qPlus型扫描探针显微术,刷新了扫描探针显微镜的分辨率和灵敏度的世界纪录。在掌握关键技术的基础上,同企业开展联合攻关,完成了首台国产化样机,打破了我国高端扫描探针显微镜长期依赖进口的被动局面。江颖和王恩哥联合团队利用自行研制的科研设备,结合全量子化计算模拟,以原子级精度揭示了水/冰的复杂形态和新奇效应,包括:揭示水的核量子效应、揭示水合离子的结构和幻数效应、实验证实二维冰的存在、在常压下实现对称氢键二维冰等,解决了凝聚态物理和物理化学领域一系列基础科学问题,开辟了原子尺度水科学的新方向,为水解制氢、海水淡化、离子电池、生物离子通道、防结冰、防腐蚀等应用领域提供了全新的思路。相关研究成果曾10次发表在《科学》和《自然》杂志,2次入选中国科学十大进展,获教育部自然科学一等奖。自行研发的显微镜探头实物入选“奋进新时代”主题成就展和国家“十三五”科技创新成就展。