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2日，記者從中國科學院大連化學物理研究所獲悉，清華大學蔣玲研究員、楊學明院士和李軍教授合作，發現了幾種新的最小冰塊結構，這是由8個水分子組成的水團簇，采用自行研制的基于大連相干光源的中性團簇紅外光譜實驗方法，對其微觀結構和形成機理提供了新的思路。這項研究結果最近發表在《自然通訊》雜志上。

冰在我們的生活中無處不在。然而，由于冰晶化過程的快速性和難控制性，準確分析微冰的結構和形成機理仍然是一個巨大的科學問題。了解冰的微觀結構和形成機理對于研究水分子是如何逐步成長為水團簇、液態水和冰的具有重要意義。

蔣玲和楊學明團隊發現，中性水分子八聚體（H2O）8的紅外光譜顯示出冰的光譜特征。此外，清華大學李軍課題組利用清華大學編制的tgmin程序和高精度量子化學理論計算了水分子八聚體的各種穩定結構和紅外光譜。理論計算結果與實驗結果吻合良好，表明這些最小冰塊是由8個水分子組成的水團簇。

結果表明，水八聚體中存在五種穩定的立方結構，其中三種是首次觀察到的。這些立方結構中的水分子以三種配位的方式與立方體的上角相連。這些特殊結構之所以具有良好的穩定性，是因為存在大量的離域三中心雙電子氫鍵。更有趣的是，在冰的表面有三個相互協調的水團。

本研究揭示了最小冰塊的幾種新結構，為揭示冰的微觀結構和形成機理，特別是“速凍”提供了新的思路。這對大氣科學和水科學的研究具有重要的科學意義。