Scientific Reports報道華理原位電子顯微學研究領域新進展
近日，我校材料學院陳新教授在原位電子顯微學研究領域取得新進展，發現了一種水的固-液-氣相轉變的新機制，相關成果以“Abnormal gas-liquid-solid phase transition behaviour of water observed with in situ environmental SEM”為題發表在Nature出版集團旗下的Scientific Reports（Web of Science一區期刊）上。
圖片說明：用環境電子顯微鏡原位觀察到的水蒸氣凝結和冰的升華等微觀相轉變行為
陳新等利用配備制冷工作臺的環境掃描電鏡（environment SEM），首次在可控溫度和氣壓條件下研究了水的固-液-氣相轉變，觀察到了水相變中的反常行為。研究顯示，在450Pa蒸氣壓強下，水蒸氣冷卻到-7攝氏度時，在基底上直接凝華生長，并且生長速度存在明顯的跳躍現象。而在550Pa和600Pa下冷卻時，雖然冰是該條件下的穩定相，但水蒸氣先凝結成過冷水，然后在直徑100-200微米的過冷水滴中發生冰晶的形核生長。在-7攝氏度下降低水蒸氣壓強至50-200Pa，冰直接升華為水蒸氣，其間冰的表面粗糙度不斷提高，直至形成多孔結構，這種現象的產生是由Young-Laplace效應引起的。此外，雖然在升華實驗條件下液相水是禁止相，但在Young-Laplace效應等因素的作用下，在升華過程中觀察到了液體狀微水滴的形成。上述發現加深了人們對水的相圖和微觀相變的認識，對研究和認識與水相關的各種物理、化學和生物等領域的現象都有重要意義。
論文第一作者和通訊作者為我校材料科學與工程學院的陳新教授，合作者有北京大學信息科學技術學院的陳清教授等。論文鏈接：www.nature.com/articles/srep46680。
