据新华社北京12月19日电 中国科学家首次在实验上证实了水结冰过程中“临界冰核”的存在，并给出了“临界冰核”的尺寸和过冷温度的关系，从而证实了“经典成核理论”的预言。研究成果19日在国际知名学术期刊《自然》在线发表。
低温下水结冰的现象再常见不过，但微观层面上“水变冰”的具体过程却不为人所知。近百年前，科学家吉布斯等人基于热力学原理，提出相变的“经典成核理论”，认为如水结冰这类相变需经过一个成核过程，水过冷形成小冰核，仅当形成的冰核偶然超过临界尺寸（即“临界冰核”）时，相变才能自发发生。
然而，由于“临界冰核”的偶然性、瞬时性（纳秒级别）和微观性（纳米级别），给微观探测带来极大难度。数十年来，微观探测技术的发展使得“经典成核理论”的许多推论得到证实，但对成核理论的核心概念“临界核”的存在性，研究人员始终无法给出直接的实验证据。
此次，中科院化学所王健君、中国科学院大学周昕团队创造性地使用系列固定尺寸的纳米颗粒去探测“临界冰核”，实验结合理论计算，简洁清晰地得到了“临界冰核”的尺寸。
