Observing growth and interfacial dynamics of nanocrystalline ice in thin amorphous ice films
2024 · Nature Communications
저자
Minyoung Lee, Sang Yup Lee, Min‐Ho Kang, Tae Kyung Won, Sungsu Kang, Joodeok Kim, 박정원 (Jungwon Park), Dong June Ahn
연구주제
nanoparticles nucleation surface interactions
NTIS 과학기술표준분류
에너지/자원만에너지·환경·원자력 확장
가장 가까운 분류(화공 > 정밀화학 > 첨가제)가 에너지·환경·원자력 확장 범위 밖이다.
AI 연구 키워드·방법
amorphous ice ice crystallization ice polymorph
키워드 (OpenAlex)
ice polymorphs ice nucleation ice Ih cubic ice anisotropic growth surface energy interfacial water
초록
Abstract Ice crystals at low temperatures exhibit structural polymorphs including hexagonal ice, cubic ice, or a hetero-crystalline mixture of the two phases. Despite the significant implications of structure-dependent roles of ice, mechanisms behind the growths of each polymorph have been difficult to access quantitatively. Using in-situ cryo-electron microscopy and computational ice-dynamics simulations, we directly observe crystalline ice growth in an amorphous ice film of nanoscale thickness, which exhibits three-dimensional ice nucleation and subsequent two-dimensional ice growth. We reveal that nanoscale ice crystals exhibit polymorph-dependent growth kinetics, while hetero-crystalline ice exhibits anisotropic growth, with accelerated growth occurring at the prismatic planes. Fast-growing facets are associated with low-density interfaces that possess higher surface energy, driving …
이 논문을 지원한 국가R&D 과제 (NTIS 성과)
| 연도 | 과제 | 부처 | 사업 | 수행기관 | NTIS 분류(1순위) |
|---|---|---|---|---|---|
| 2023 | 세포 배양 극저온 투과전자현미경 마이크로칩 개발을 통한 나노재료-세포 상호작용 메커니즘 연구 | 교육부 | 이공학학술연구기반구축 | 가톨릭대학 | 범위 밖 |
| 2024 | 바이오이미징 기반 제어물질 발굴 혁신 기술 개발 | 과학기술정보통신부 | 바이오의료기술개발 | 성균관대학 | 범위 밖 |
| 2024 | 나노입자의 합성과 의료, 에너지 분야 응용 | 과학기술정보통신부 | 기초과학연구원연구운영비지원(주요사업비) | 기초과학연구원 | – |
| 2024 | 인광 유기반도체-바이오 이종(異種)계면 설계에 의한 비접촉 신호누적형 나노바이오융합 검지소재 연구 | 과학기술정보통신부 | 개인기초연구(과기정통부) | 고려대학 | 범위 밖 |
| 2023 | 인광 유기반도체-바이오 이종(異種)계면 설계에 의한 비접촉 신호누적형 나노바이오융합 검지소재 연구 | 과학기술정보통신부 | 개인기초연구(과기정통부) | 고려대학 | 범위 밖 |
| 2023 | 분자동역학 이론 해석 기반 물-얼음 결빙 촉매제 개발 | 과학기술정보통신부 | 개인기초연구(과기정통부) | 고려대학 | 범위 밖 |
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교수 1
연구주제 1
nanoparticles nucleation surface interactions