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中科院物理研究所科学家证实低温界面纯相立方冰的形成，在冰的研究上取得重大突破。

该研究结果发表在《自然》杂志上，对从材料科学到气候科学的广泛领域具有重要意义。

冰是一种常见的物质，根据其形成的条件，它以多种形式存在。最常见的冰形式称为冰Ih，具有六角晶格结构，但在特定条件下，冰可以形成其他结构，目前已发现20种不同的形式。

在立方冰的情况下，被称为冰Ic，一百年前它被认为是太阳或月亮周围特定类型光晕的原因。事实上，立方冰是否真的存在这个问题长期以来一直存在争议，因为在大量实验中一直难以完美地探测到纯相冰Ic。

在这项研究中，研究人员在石墨烯上使用原位低温透射电子显微镜 (TEM) 成像和水蒸气沉积，以分子分辨率实时跟踪冰微晶的形成。

他们发现生成的冰是纯相冰I，其中大部分是单晶冰Ic和少量冰Ih。证明了冰Ic在低温基板上的优先成核。冰的多态多样性可以很好地解释为什么以前没有通过衍射方法发现纯相冰。

因此，基于原位低温TEM的直接和真实空间成像解决了立方冰争议。这一成就将极大地促进显微镜和冰物理学的发展。

这一根本性进展对我们理解不同条件下的冰形成行为具有重要意义，在材料科学、地质学和气候科学等领域具有广泛的应用。

该研究得到了国家自然科学基金委、科技部和中科院青年创新促进会的支持。