塔夫茨大学的一个化学家发现了一种选择单晶冰比表面积的方法，这是一个长期追求的突破，可以帮助研究者回答有关气候和环境的基本问题。这一发现的细节刊登在《美国国家科学院院刊》网络版上，10月26日提前出版。

“冰晶体是普遍存在的，并且掌握了很多关于我们环境的非常重要的、基本的问题，但到现在为止，我们还没有工具能够在实验室研究中可靠地再现冰晶的表面，”塔夫茨大学艺术与科学学院化学教授Mary Jane Shultz博士说，“这种新工艺将打开我们以前已经封闭的研究领域。”

例如，这一发现可以使研究人员更好地了解蒸气是如何与云里的冰晶相互作用产生雨的，什么污染物会依附在冰晶上，为什么没有两片雪花是一样的，水和表面分析实验室的主要调查者Shultz说。这些问题的答案可能对很多重要问题有启示，如播种雨云和保护生态环境。

至少自20世纪30年代起，科学家们就一直在寻求一种实验制备冰晶表面的可靠方法，据Shultz称，她15年前就开始尝试了。 “我想我制得了一块冰，但它是一个非比寻常的材料并用起来具有挑战性。以前生长和制备晶体的方法是不可靠的，并产生的结果不可重复。”

这些限制阻碍了科学家们检验分子水平结构和冰动力学的能力。这使我们不能理解冰在环境中起到的重要作用，如在外层空间物质传输，塑造地球表面和处理同温层中的臭氧破坏分子。

在2013年，Shultz实验室通过发明特殊的参数来制备出大尺寸的单晶冰，实现了对移除这一限制的重要一步。但是如何选择冰单晶的特定表面仍然难以捉摸。

Shultz将其最新突破归功于简单的几何和三角学。最常见的冰的类型，称为1h或“冰1h，”是由水分子按六方晶形状在晶格中有序、重复排列而成。Shultz发现，通过使用某些测量和公式，她可以确定晶体的晶格取向，因为它涉及到一个表面并且利用该取向可精密切割晶体的任何表面。

选择所需表面的能力是非常重要的，因为它使研究人员可以研究分子水平的动力学和结构以及其他分子结合到晶体特殊表面的方式，Shuitz说。

新材料在线编译整理——翻译：王晶晶      校正：摩天轮