北大物理学院量子材料科学中心和怀柔轻元素量子材料交叉平台的江颖教授、边珂研究员、王恩哥院士等多位科学家，联合香港城市大学的曾晓成教授，经过多年努力，发明了一种叫做扫描量子传感显微系统的尖端设备。它把高精度的扫描探针技术和量子传感技术结合起来，灵敏度和分辨率都达到了很高的水平，就像给研究人员戴上了一双能看清原子世界的眼睛。利用这个仪器，团队在室温下直接观察到了固体界面之间纳米空腔内的水分子动态，捕捉到了它们随着空间尺寸变化的全过程。 当纳米空腔被压缩到约1.6纳米以下时，水分子的扩散就变慢了，水变成了一种介于液体和固体之间的“类固体”状态；继续压缩到1纳米以下，在常温常压下，水就会直接变成固体。这个结果还通过分子动力学模拟得到了证实。这项研究的意义非常大，它不仅证明了一种特殊的水状态的存在，更重要的是给出了一个统一的理论框架，能解释之前很多奇怪的现象。比如它揭示了在极窄的纳米通道里，流体可能会以一种层状的“类固体”形式近乎无摩擦地流动。 国际同行对这项工作评价很高，认为它解答了一个长期没解决的问题。这次成功意味着我国在微观界面科学和高端仪器研发上走到了世界前列。它不仅是个重要的科学发现，更给未来很多颠覆性技术提供了基础。无论是海水淡化还是空气取水，甚至设计新型纳米过滤膜、能量收集系统等方面，这项研究都能发挥关键的指导作用。通过深入了解物质在极限尺度下的行为，人类有望开启一个以原子分子精准设计为核心的新时代。