石墨烯夹层使水变成方形

水可能是地球表面最丰富的物质，但它仍在不断地给我们带来惊喜。最新的发现是，将水夹在两片石墨烯之间会导致石墨烯在室温下结冰形成二维方形冰晶，一种迄今未知的冰相．

在此之前，已知存在17种稳定的冰相，它们都有自己独特的分子排列、堆积密度和对称性。不同寻常的是，新发现的方形冰具有一种与水分子完全不同的对称性，与所有其他已知的冰都不同。

“在纳米尺度下，材料的表现往往不同——水是一种特别有趣的物质，在界面和微观孔隙中普遍存在，”他说Irina杰他在英国曼彻斯特大学领导了这项研究。“事实上，即使在最干燥的沙漠中，我们周围的每一个表面都覆盖着一些单层水，填补了每一个微小的裂缝。”

几十年来，科学家们一直试图了解水在如此狭小空间中的结构和行为。理论表明，水有许多可能的相，但缺乏确定其晶体结构的成像技术。相反，研究人员依赖于计算机模拟，结果往往相互矛盾。

格里戈里耶娃解释说:“我们之前观察到水通过氧化石墨烯薄膜中形成的石墨烯纳米毛细管的超快流动，这刺激了我们的研究。”“我们甚至推测，这些毛细血管中的水一定形成了相关的二维结构——室温冰。”现在我们可以直接看到这些冰了。”

当一小滴水被夹在石墨烯层之间时，大部分水被范德华力挤出，但有一小部分被困住。由于石墨烯在电子显微镜下是透明的，而且它的疏水性阻止水与它相互作用，研究小组可以使用透射电子显微镜(TEM)来成像水中的氧气。这表明水分子被均匀地排列成一个方形晶格——这是冰的特征。

评论说:“令人着迷的是，水中仍然蕴藏着许多未知和惊喜。康佩雷拉他在新加坡国立大学(National University of Singapore)研究二维材料。“这可能是迈向一个新的研究领域的重要的第一步，该领域专注于更系统地了解纳米尺度下水的结构、性质和动力学，无论是局限在纳米裂缝中，还是作为其他晶体或固体材料上的分子薄表面层。”

Grigorieva认为，通过更好地理解水在分子尺度上的行为，比如水在石墨烯基膜中的超快流动，可以帮助提高过滤、脱盐和蒸馏技术的效率。