前沿动态：控制水冰以外材料的多态性和堆积无序

水结冰，是物理科学中最重要的过程之一。然而，它仍然没有从分子水平上充分理解。尤其是，立方冰(Ic)的结晶——而不是传统的六边形多型(Ih)，已经成为一个越来越有争议的话题。尽管人们认为关于Ic的证据，可以追溯到大约400年前，但纯粹的Ic，是在去年才在实验室中制造出来的，而且这些过程涉及高压冰相。既然这证明了纯Ic可以形成，那么如果Ic可以从液态水中制造出来，问题自然而然就出现了。在此，来自英国剑桥大学&伦敦大学学院的Angelos Michaelidesd等研究者，进行了一项高通量计算筛选研究，涉及超过1100个模型衬底上成核的分子动力学模拟。本文提出的衬底设计方法，可以很容易地扩展到材料科学中表现多态性和堆积无序的材料，从药物到密实金属和合金。如图1所示，该方法的关键步骤，是从所需的变形/类型中取独特的面，在此基础上模拟液体/气体形式的成核，并通过修剪和/或提取接触层生成新的设计。通过提供所有可能的结构，这将使物理化学特性(如溶解度、机械性能、带隙、介电特性)的微调成为可能。此外，在本研究中所看到的多型选择性和成核能力之间的联系，意味着，即使在不需要控制获得的多型/类型的情况下，衬底设计方法可以代替发现强的成核剂。

文献链接：

https://www.pnas.org/content/118/13/e2025245118

原文链接：

https://www.toutiao.com/i6955093650053399043/