在寒冷的日子里，空气中的水蒸气可以直接转化为固体冰，在窗玻璃或汽车挡风玻璃等表面沉积一层薄薄的冰。这个过程虽然司空见惯，但几十年来一直让物理学家和化学家忙于弄清楚细节。在《自然》期刊上发表的一篇新研究论文中，一个国际科学家团队描述了有史以来首次可视化二维冰形成时的原子结构。这些发现是由计算机模拟推动的，激发了实验工作，从这些发现中获得的洞察。
有朝一日可能会为材料的设计提供信息，使除冰过程变得更简单、成本更低。研究作者，宾夕法尼亚大学大气化学家约瑟夫·S·弗朗西斯科(Joseph S.Francisco)说：我发现非常令人兴奋的一件事是，这挑战了关于冰是如何生长的传统观点，了解这种结构非常重要低维空间的水在自然界中无处不在，在包括材料科学、化学、生物学和大气科学在内的令人难以置信的广泛科学领域中发挥着关键作用。
这也有实际意义，例如对于风力涡轮机这样的东西来说，除冰是至关重要的，因为风力涡轮机在被冰覆盖时无法发挥作用。如果了解了水和表面之间的相互作用，那么我们就可能开发新的材料，使除冰变得更容易。近年来，弗朗西斯科实验室投入了相当多的精力来研究水，特别是冰在固体表面界面上的行为。在这一背景下了解到关于冰的生长机制和结构的知识，有助于理解冰在更复杂的情况下是如何表现的。
比如当与大气中其他化学物质和水蒸气相互作用时。研究人员对气相转变过程中冰的化学很感兴趣，因为这与大气中正在发生的反应有关。为了了解冰生长的基本原理，研究人员通过研究二维结构进入了这一研究领域：只有几个水分子厚的冰层。在之前的二维冰研究中，研究使用计算方法和模拟表明，冰的生长方式取决于表面是排斥还是吸引水，以及该表面的结构。在目前研究中，寻求对模拟进行真实世界的验证，并联系了北京大学的一个团队：
