冰在我们的日常生活中很常见，但其表面结构如何、在融化的过程中又产生了哪些微妙变化，其实是困扰科学界已久的问题。北京大学的科学家们在怀柔科学城，使用怀柔创造的国产高端科学仪器，破解了这一难题，结束了有关冰表面预融化问题长达170多年的争论。近日，相关学术成果发表于国际顶级期刊《自然》杂志。

中科艾科米光耦合qPlus型扫描探针显微镜系统。怀柔科学城供图

近日，北京大学江颖教授、徐莉梅教授、王恩哥院士联合研究团队，在怀柔科学城落地重大科研项目、世界上首个以轻元素体系为核心研究对象的量子材料研究平台——轻元素量子材料交叉平台，利用北京大学与中科艾科米（北京）科技有限公司（简称：中科艾科米）自主研发的国产qPlus型扫描探针显微镜首次获得了六角冰（自然界最常见的冰）表面的原子级分辨图像。

轻元素平台负责人江颖教授介绍，受研究工具所限，科学界一直无法获得准确原子尺度信息，围绕冰表面结构和预融化机制的争论因此持续了170多年。国际研究普遍认为，冰表面发生预融化的温度在零下70摄氏度以上。“我们通过变温实验，首次在原子尺度上‘看到’冰表面预融化的过程，发现其在零下153摄氏度时就开始融化。”江颖说，这对理解冰面的润滑现象、云的形成及冰川的消融过程等至关重要。

值得一提的是，不仅该项成果是在怀柔科学城产生，其获取关键数据的国产高分辨率qPlus型扫描探针显微镜系统，也是地地道道的怀柔创造。“高分辨率探针显微镜，是科学家在原子、分子尺度上进行物质观察、科学研究的一种重要科学仪器。”中科艾科米总经理赵剑告诉记者。此前，这一高端科学仪器长期被欧美、日本等海外国家仪器公司垄断，近年来也成为阻碍国内团队开展科研工作的“卡脖子”问题。

本次成果中所使用的国产高分辨率qPlus型扫描探针显微镜系统，最初源于北京大学江颖教授团队的科技成果。“在实验室诞生最初成果后，落地转化需要专业公司的介入。”赵剑介绍，2022年，该项成果全部转移到中科艾科米，后续通过校区联合攻关的形式，实现了从科研成果到商业化产品的跨越，系统的各项指标达到国际领先水平。目前该套系统不仅成功用于此次六角冰相关研究，还已正式推入市场，未来将助力更多创新科研成果诞生。

自怀柔科学城投入建设以来，高端仪器装备和传感器产业一直是怀柔区重点支持的产业，中科艾科米正是在政策支持下，落地怀柔科学城的高端仪器装备研发企业的缩影。公司由中科院物理所科研成果转化而来，主营业务包括扫描探针显微镜系统、分子束外延系统及核心部件、配套电控仪器等，相关产品主要应用于纳米科学、材料科学、表面科学、量子计算等前沿领域。

来源 北京日报客户端 | 记者 赵语涵

编辑 王琼

流程编辑 刘伟利