冰的形成与生长是一种天然征象，深刻影响着全世界天气动态、地质演化进程和生物体系功效。此中，界面水于异相冰成核及冰生长按捺历程中起着要害作用，但因为其布局繁杂、与质料界面彼此作用微妙，人们对于其份子层面的理解始终面对必然挑战。
近日，安徽理工年夜学青年西席丁中祥与合肥工业年夜学传授刘洪林、中国科学技能年夜学副研究员王超课题组互助，乐成开发出一三木SEO-种“低温拉曼/红皮毛互作用阐发技能”，于份子层面成立了冰晶生长按捺活性与界面水布局之间的直接联系关系，为设计高效抑冰质料斥地了全新路径。相干研究结果近日发表于《纳米快报》上。
界面水的预先有序摆列是否对于冰晶生长调控起要害作用，一直存于争议。同时，水作为反映物及溶剂的两重特征，加上现有光谱技能（如及频孕育发生光谱、太赫兹光谱）难以区别羟基伸缩振动区域或者仅能探测外貌有序水份子，使患上展现界面水素质、成立按捺剂活性与界面水动态蜕变的直接联系关系成为持久困扰该范畴的难题。
研究团队立异性地经由过程巯基苯甲酸毗连份子与拉曼标志，将抗冻寡肽润色于纳米颗粒外貌，借助自立搭建的低温光谱技能，展现了冰晶生长历程中界面水布局的动态蜕变纪律。研究发明，跟着冰生长按捺活性的增长，界面水会履历从“四配位氢键水”到“二配位氢键水”再到新型“π氢键水”的改变，此中π氢键水被证明为一种全新的抑冰作使劲，这一发明为抑冰质料的设计提供了主要理论依据。
更为主要的是，该技能还有能经由过程检测纳米颗粒外貌苯环构象的细微变化，快速辨认质料的冰生长按捺活性，成立了一套普适的份子级抑冰质料筛选计谋，为鞭策抑冰质料研发进入精准设计时代奠基了主要基础。
相干论文信息：https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.5c03472
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