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水分子结构是由两个氢原子和一个氧原子组成 。稍有常识的人们都知道，水是人们日常生活中最常见的物质，它的一个分子是由两个氢原子和一个氧原子构成 。但它们究竟是如何形成水分子的？恐怕人们就一问三不知、无所适从了 。
北京大学量子材料中心、量子物质科学协同创新中心江颖课题组与王恩哥课题组合作，在水科学领域取得重大突破，在国际上首次实现了水分子的亚分子级分辨成像，使在实空间中直接解析水的氢键网络构型成为可能 。相关研究成果于1月5日以Article的形式在线发表在《自然-材料》[Nature Materials DIO: 10.1038/nmat3848] 。江颖和王恩哥是文章的共同通讯作者，博士研究生郭静、孟祥志和陈基是文章的共同第一作者，物理学院的李新征研究员和量子材料中心的施均仁教授在理论方面提供了重要的支持和帮助 。这项工作得到了国家基金委、科技部、教育部和北京大学的资助 。
【水的分子结构】水的各种奇特物理和化学性质与水分子之间的氢键相互作用紧密相关，如何在分子水平上确定水的氢键网络构型是水科学领域的关键科学问题之一 。由于氢键的形成主要源于氢原子和氧原子之间的静电作用力(O-H…O)，要精确描述水的氢键构型，不仅需要判定氧原子的位置，还必须能识别氢原子的位置，也就是要求能在亚分子级水平上探测水分子在空间中的取向 。然而，由于氢原子的质量和尺寸都非常小，对水分子进行亚分子级分辨成像极具挑战性 。
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