早在惠利之前，实验室中的科学家就开始行动了 。例如模仿水冷凝结冰，冻结纳米液滴、离解气体水合物、纳米孔中水冷冻结冰等各个实验条件被反复摸索，再对实验样品做X射线衍射或者中子衍射等晶体结构分析 。虽然很多实验科学家声称获得了单晶的立方冰，但遗憾的是，实验用来标定晶体结构的衍射数据中 ， 总是有或强或弱的六角冰的信号 。科学家要的信号是至纯至简的，容不得半点毛刺 。基于当前的理论认知和已取得的大量实验数据，自然界最常见的冰Ⅰ对应的晶体结构进入了最激烈的讨论中 。这种对于实验数据的反思和争议，最初是由2012年一个科学家正式提出的，他认为以往通过各种方法制备获得的“立方冰” ， 并不具有金刚石的立方结构，而是展示了一种特殊结构——“堆垛无序冰” 。
立方密堆积和六角密堆积，就像是碳同样拥有的金刚石立方结构和六角结构 。地球环境中最常见的冰和碳 ， 再一次展示了结构组装的相似性 。但相比于碳的晶体学探测，冰的晶体学实验探测拥有巨大的障碍——冰放在手里怕化了，放在嘴里怕化了 ， 放在晶体测量设备里更怕化了；此外，立方冰和六角冰的差别极?。?仅仅是堆积方式略有不同 。当前的理论也告诉我们，不同形态晶体共存的可能性不大，我们看到的晶体似乎都是单一的、最稳定的一种晶型 。因此 ， 在当前的背景下，对立方冰结构的质疑和争议，就属于公说公有理、婆说婆有理 。
面对这个旷日持久的争议问题 ， 中科院物理所白雪冬课题组与中科院物理所/北京大学王恩哥院士迅速组建团队 ， 利用具有超高空间分辨的原位透射电子显微镜，结合无损探测的低剂量成像相机，从头到尾的观察冷凝结冰的全过程，发现了立方冰和六角冰的竞争生长 。而且在最初始阶段，立方冰更占优，但最终尺寸较?。潜峋?nbsp;， 但生长会更快 。这些直观的实验数据，为立方冰是否存在提供了确凿有效的实验证据 。这种少见的多相竞争生长现象，在拓宽了理论认知的同时 ， 也解释了为什么之前的衍射实验中得到的样品很难是单晶相 。
关于立方冰的争议，充分展示了我们对大自然科学认知的曲折过程 。科学争议的讨论和解决，也充分展示了科学仪器发展的重要性 。当前的冰研究依然谜团重重，但我相信在科学技术和理论研究的携手发展下 ， 问题终将迎刃而解 。
（作者系中国科学院物理研究所副研究员、立方冰科学进展主要完成人之一）
王立芬 来源：中国青年报
责任编辑：邱晨辉,张蕾
来源：中国青年报
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