气候经济与人类未来
第一章：为什么是“0”
温室气体会大量吸收和捕获大气中的热量，导致地球平均温度上升，而且还会长期就存在大气中，因此要实现“近进0‘’排放。
额外的热量会产生连带效应，风暴会越来越猛烈，火山会变得频繁、更具破坏性，海平面会上升并且对动植物、粮食种植、海产品造成大量减产。
全球升温1.5摄氏度和升温2摄氏度所造成的影响远不是33%，而是近100%。再上一个冰河世纪，全球平均温度只比今天低6摄氏度，在恐龙时代，全球平均温度比今天高大概4摄氏度。
到21世纪中叶，气候变化变得跟新冠肺炎一样致命。而到2100年，它致命性会是该流行病的5倍。
第二章：艰难之路
化石燃料在我们生活中普遍到基本已经察觉不出它的存在。衣食吃住行基本都有化石燃料的存在，更重要的是它的价格低廉到比苏打水还便宜。
只有降低清洁能源的成本，甚至要比化石燃料还低，才能有助于实现净0排放的目标，而且从一种依赖能源过渡到另一种能源，过程起码需要几十年，能源转型是个漫长的历程，而且是个艰难的过程。
第三章：气候对话中的五个关键问题
用更详细的数字来让人去更好理解气候问题中的一些数量。
全球每年510亿吨的年碳排放量就等于51千兆吨;
交通运输在全球温室气体排放量仅为16%，而水泥和钢生产的温室排放量达到10%;
世界最大的中国三峡水坝生产220亿瓦特电量，全球一年需要5000兆瓦特;
化石能源每平方土地产生功率500−10000瓦特，而水能太阳能只有5-20瓦特;
清除一吨碳的花费约100美元/年，意味着要利用直接空气捕获技术解决气候问题，每年至少需要5.1万亿美元。
第四章：电力生产与存储(总排放量27%)
燃煤发电（40%）和石油、天然气发电（26%）占比已经30年不变，减不下来的原因还是因为化石燃料太便宜，目前来说是对许多国家是最经济的选项。
太阳能和风能都属于间歇性资源，但我们对用电却是非间歇性的。间歇性，电力储存和电网输送都是推高成本的主要力量，因此还需要一些新的清洁电力发明。
作者介绍了生产“零碳”电力，有：核裂变，核聚变，离岸风电，地热。在电力存储方面有：电池，抽水储能，热能存储，廉价氢气。其他创新：碳捕获，节电。
第五章：生产和制造（总排放量31%）
随着城市的发展，更多的高楼大厦和桥梁等都需要巨量的钢材和混泥土。
每生产一吨的钢就会产生大约1.8吨的二氧化碳，预计到2050年，全球每年将生产大约28亿吨钢，也就是说仅炼钢就释放了50亿吨二氧化碳。
每生产一吨水泥就会产生一吨的二氧化碳，2021-2050年全球水泥产量会小幅上升，然后回落到每年40亿吨左右，等于每年释放了40亿吨的二氧化碳。
因此我们需要创新生产工艺，开发“零碳”制造方法。
传统的水泥生产是把石灰岩与其他原料焚烧得到需要的钙和多余的二氧化碳。新的生产一：把回收的二氧化碳注入尚未使用的水泥，大约能减10%。二：用海水和发电厂捕获的二氧化碳生产水泥，但还是理论层面。
传统的钢生产是高温冶炼铁矿石释放氧，焦炭释放碳，碳跟铁结合成钢，剩余碳与氧产生二氧化碳。新的生产方法：电气化，用电力代替化石燃料。清洁电力还可以来解决塑料生产。
但电气化使用的清洁电能又回到第四章的电力的生产。
第六章：种植和养殖（总排放量19%）
食用类动物的饲养是温室气体的主要来源之一。农业排放的是甲烷和一氧化二氮，比二氧化碳造成的温室效应高260倍左右。每年排放量相当于70亿吨二氧化碳。
到2100年，全球人口规模接近100亿，到21世纪末将增加40%，但所需食物增加远远不止40%。假设还继续当前生产方法，食物的温室气体排放量增加三分之二。作者提出针对肉食的方法一：植物基人造肉，二：实验室内培育肉类，三，减少浪费（废弃食物腐烂时会产生大量甲烷）。
植物生长需要氮，施肥所含的大部分氮有些会以一氧化二氮逃到空气中。一氧化二氮还没有相应的碳捕获技术，所以化肥目前还没有任何实用的零碳替代品。
森林砍伐占农业排放温室气体的30%，而且再植树对气候变化的影响似乎被夸大了。
第七章：交通运输（总排放量16%）
乘用车排放量占比50%，商用车占比30%，飞机占10%，船只占10%，火车占3%。
乘用车和部分商业车电动化是零碳的最佳选择，但前提必须是提供电力充电的电能也是零碳，不然无非就是用一种化石燃料替代另一种化石燃料而已。
商用车中的大型车，船和飞机来说，电池是个不太切合的选项。车体越重，续航里程越短，需要电池越大，电池越大就越重，严重削减载货重量。目前仅有的方案是使用电燃料和先进生物燃料，但绿色溢价太高。
目前4种方法减少交通温室排放，1:减少交通活动，2:汽车生产过程中减少用碳密集型材料，3:更高效地使用燃料，4:转向电动车和替代燃料。
第八章：制冷和取暖（总排放量7%）
无论现在还是未来，空间冷却系统都是非常关键的排放源。空调对电力的需求并不是最大问题，制冷剂（含有氟，称氟化气体）温室效应是二氧化碳的数千倍。目前全球在用空调设备有16亿台之多，2050年将超过50亿台。耗能最多的就是暖炉和热水器。
要给空调脱碳，就要给电网脱碳，而且要研发危害性更低的冷却剂代替氟气体。供暖则一：尽可能实现电气化，淘汰燃气热水器和暖炉，二：发展清洁能源。
第九章：适应暖化的世界
一个极其不公的残酷事实：这个世界的贫困人口基本没有做任何导致气候变化的事情，却承受着气候变化最大的冲击。
研究发现，受升温影响，到21世纪末，因高温天气死亡的人数每年可能多达1000万人（相当于每年死于各种传染病的总和），其中大多数集中贫困国家。气候变化对贫困国家最糟糕的影响就是降低其国家的健康水平。
他们理应得到世界帮助，也需要帮助，而且是比现在更多的帮助。首先要改善提高营养不良儿童的生存率，其次从源头着力降低儿童营养不良的发生率。
适应气候变化的四点，1:城市需要改变发展方式，2:加强自然防御体系，3:全球饮用水的需求量将超过供应量，4:引入新资金资助适应气候变化的项目。
第十章：政府要扮演的角色
弥补投资缺口、创造公平的竞争环境、破除非市场壁垒、紧跟时代步伐、技术政策和市场三管齐下
第十一章：零排放计划
如果我们认为唯一重要的是实现2030年减排目标，那么这的方法将会走向失败，因为它在10年减排效果非常有限。
把2030年的减排目标当作是通往2050年零排放的里程碑，那么花费大量时间和金钱把燃煤电厂改成燃气电厂就没什么意义。相反，我们最好同时推进两个策略，一：竭尽所能地提供便宜、可靠的零碳电力，二：尽可能广泛地实现电气化——从交通到工业到热泵，即使当前依赖化石燃料的电力也不例外。
要从化石燃料的增长中吸取教训，然后应用清洁能源，第一：给碳定价，第二：采用清洁电力标准，第三：采用清洁燃料标准，第四：采用清洁产品标准，第五：淘汰旧事物。
第十二章：我们每个人的责任
第一，与电力公用事业公司签署绿色定价计划。第二，减少家中的碳排放量。第三，购买电动车。第三，尝试植物基人造肉食品。
减少自己的排放量并不是你所能做最强最有利的事情，你可以向市场传递信号，表达人们想要零碳替代品，并愿意付费，有足够多的人传递同样的信号，那么公司就会做出回应，而且会很快做出。更多公司生产低排放产品，就会推动价格下降，有助于大规模采用。
第一章：为什么是“0”
温室气体会大量吸收和捕获大气中的热量，导致地球平均温度上升，而且还会长期就存在大气中，因此要实现“近进0‘’排放。
额外的热量会产生连带效应，风暴会越来越猛烈，火山会变得频繁、更具破坏性，海平面会上升并且对动植物、粮食种植、海产品造成大量减产。
全球升温1.5摄氏度和升温2摄氏度所造成的影响远不是33%，而是近100%。再上一个冰河世纪，全球平均温度只比今天低6摄氏度，在恐龙时代，全球平均温度比今天高大概4摄氏度。
到21世纪中叶，气候变化变得跟新冠肺炎一样致命。而到2100年，它致命性会是该流行病的5倍。
第二章：艰难之路
化石燃料在我们生活中普遍到基本已经察觉不出它的存在。衣食吃住行基本都有化石燃料的存在，更重要的是它的价格低廉到比苏打水还便宜。
只有降低清洁能源的成本，甚至要比化石燃料还低，才能有助于实现净0排放的目标，而且从一种依赖能源过渡到另一种能源，过程起码需要几十年，能源转型是个漫长的历程，而且是个艰难的过程。
第三章：气候对话中的五个关键问题
用更详细的数字来让人去更好理解气候问题中的一些数量。
全球每年510亿吨的年碳排放量就等于51千兆吨;
交通运输在全球温室气体排放量仅为16%，而水泥和钢生产的温室排放量达到10%;
世界最大的中国三峡水坝生产220亿瓦特电量，全球一年需要5000兆瓦特;
化石能源每平方土地产生功率500−10000瓦特，而水能太阳能只有5-20瓦特;
清除一吨碳的花费约100美元/年，意味着要利用直接空气捕获技术解决气候问题，每年至少需要5.1万亿美元。
第四章：电力生产与存储(总排放量27%)
燃煤发电（40%）和石油、天然气发电（26%）占比已经30年不变，减不下来的原因还是因为化石燃料太便宜，目前来说是对许多国家是最经济的选项。
太阳能和风能都属于间歇性资源，但我们对用电却是非间歇性的。间歇性，电力储存和电网输送都是推高成本的主要力量，因此还需要一些新的清洁电力发明。
作者介绍了生产“零碳”电力，有：核裂变，核聚变，离岸风电，地热。在电力存储方面有：电池，抽水储能，热能存储，廉价氢气。其他创新：碳捕获，节电。
第五章：生产和制造（总排放量31%）
随着城市的发展，更多的高楼大厦和桥梁等都需要巨量的钢材和混泥土。
每生产一吨的钢就会产生大约1.8吨的二氧化碳，预计到2050年，全球每年将生产大约28亿吨钢，也就是说仅炼钢就释放了50亿吨二氧化碳。
每生产一吨水泥就会产生一吨的二氧化碳，2021-2050年全球水泥产量会小幅上升，然后回落到每年40亿吨左右，等于每年释放了40亿吨的二氧化碳。
因此我们需要创新生产工艺，开发“零碳”制造方法。
传统的水泥生产是把石灰岩与其他原料焚烧得到需要的钙和多余的二氧化碳。新的生产一：把回收的二氧化碳注入尚未使用的水泥，大约能减10%。二：用海水和发电厂捕获的二氧化碳生产水泥，但还是理论层面。
传统的钢生产是高温冶炼铁矿石释放氧，焦炭释放碳，碳跟铁结合成钢，剩余碳与氧产生二氧化碳。新的生产方法：电气化，用电力代替化石燃料。清洁电力还可以来解决塑料生产。
但电气化使用的清洁电能又回到第四章的电力的生产。
第六章：种植和养殖（总排放量19%）
食用类动物的饲养是温室气体的主要来源之一。农业排放的是甲烷和一氧化二氮，比二氧化碳造成的温室效应高260倍左右。每年排放量相当于70亿吨二氧化碳。
到2100年，全球人口规模接近100亿，到21世纪末将增加40%，但所需食物增加远远不止40%。假设还继续当前生产方法，食物的温室气体排放量增加三分之二。作者提出针对肉食的方法一：植物基人造肉，二：实验室内培育肉类，三，减少浪费（废弃食物腐烂时会产生大量甲烷）。
植物生长需要氮，施肥所含的大部分氮有些会以一氧化二氮逃到空气中。一氧化二氮还没有相应的碳捕获技术，所以化肥目前还没有任何实用的零碳替代品。
森林砍伐占农业排放温室气体的30%，而且再植树对气候变化的影响似乎被夸大了。
第七章：交通运输（总排放量16%）
乘用车排放量占比50%，商用车占比30%，飞机占10%，船只占10%，火车占3%。
乘用车和部分商业车电动化是零碳的最佳选择，但前提必须是提供电力充电的电能也是零碳，不然无非就是用一种化石燃料替代另一种化石燃料而已。
商用车中的大型车，船和飞机来说，电池是个不太切合的选项。车体越重，续航里程越短，需要电池越大，电池越大就越重，严重削减载货重量。目前仅有的方案是使用电燃料和先进生物燃料，但绿色溢价太高。
目前4种方法减少交通温室排放，1:减少交通活动，2:汽车生产过程中减少用碳密集型材料，3:更高效地使用燃料，4:转向电动车和替代燃料。
第八章：制冷和取暖（总排放量7%）
无论现在还是未来，空间冷却系统都是非常关键的排放源。空调对电力的需求并不是最大问题，制冷剂（含有氟，称氟化气体）温室效应是二氧化碳的数千倍。目前全球在用空调设备有16亿台之多，2050年将超过50亿台。耗能最多的就是暖炉和热水器。
要给空调脱碳，就要给电网脱碳，而且要研发危害性更低的冷却剂代替氟气体。供暖则一：尽可能实现电气化，淘汰燃气热水器和暖炉，二：发展清洁能源。
第九章：适应暖化的世界
一个极其不公的残酷事实：这个世界的贫困人口基本没有做任何导致气候变化的事情，却承受着气候变化最大的冲击。
研究发现，受升温影响，到21世纪末，因高温天气死亡的人数每年可能多达1000万人（相当于每年死于各种传染病的总和），其中大多数集中贫困国家。气候变化对贫困国家最糟糕的影响就是降低其国家的健康水平。
他们理应得到世界帮助，也需要帮助，而且是比现在更多的帮助。首先要改善提高营养不良儿童的生存率，其次从源头着力降低儿童营养不良的发生率。
适应气候变化的四点，1:城市需要改变发展方式，2:加强自然防御体系，3:全球饮用水的需求量将超过供应量，4:引入新资金资助适应气候变化的项目。
第十章：政府要扮演的角色
弥补投资缺口、创造公平的竞争环境、破除非市场壁垒、紧跟时代步伐、技术政策和市场三管齐下
第十一章：零排放计划
如果我们认为唯一重要的是实现2030年减排目标，那么这的方法将会走向失败，因为它在10年减排效果非常有限。
把2030年的减排目标当作是通往2050年零排放的里程碑，那么花费大量时间和金钱把燃煤电厂改成燃气电厂就没什么意义。相反，我们最好同时推进两个策略，一：竭尽所能地提供便宜、可靠的零碳电力，二：尽可能广泛地实现电气化——从交通到工业到热泵，即使当前依赖化石燃料的电力也不例外。
要从化石燃料的增长中吸取教训，然后应用清洁能源，第一：给碳定价，第二：采用清洁电力标准，第三：采用清洁燃料标准，第四：采用清洁产品标准，第五：淘汰旧事物。
第十二章：我们每个人的责任
第一，与电力公用事业公司签署绿色定价计划。第二，减少家中的碳排放量。第三，购买电动车。第三，尝试植物基人造肉食品。
减少自己的排放量并不是你所能做最强最有利的事情，你可以向市场传递信号，表达人们想要零碳替代品，并愿意付费，有足够多的人传递同样的信号，那么公司就会做出回应，而且会很快做出。更多公司生产低排放产品，就会推动价格下降，有助于大规模采用。
【冰有弹性，可弯曲？科学家用冰制备光纤】生长成单晶微纳光纤的冰，居然在性能上与玻璃光纤相似，既能够灵活弯曲，又可以低损耗传输光。浙江大学光电学院教授童利民团队在长期研究中发现了这种奇妙的现象。他们联合来自交叉力学中心和加州大学伯克利分校的合作者，实现用冰制备光纤，相关成果https://t.cn/A6fK9Vey于7月9日发表于《科学》。
△ 从不可能到可能
在人们的常识中，冰是一种透明易碎的脆性物质，没有弹性、无法弯折。
从古至今，人类对冰的好奇心从未停息，人们对冰进行了广泛深入的研究，从冰的高压相、二维结构等新形态，到电子束光刻等应用探索，对冰的认识和应用能力得到了很大的提升。
但能否用冰来制备光纤？在长达4年的研究中，童利民团队给出了肯定答案。
图1：研究团队生长的直径均匀的冰单晶微纳光纤。
我们通常认为，冰是一种脆性的易碎物质，已有的实验数据也支持上述认识，目前实验测到的冰的最大弹性应变为0.3%左右，大于这个值就会碎裂。
虽然理论计算曾预测，理想情况下，冰的弹性应变极限有可能大于10%，但是真实冰晶中由于存在结构缺陷，能够达到的应变值远低于理论极限。
另一方面，光纤作为一种将光约束和自由传输的功能结构，是目前光场操控最有效的工具之一。将标准光纤直径减小到波长甚至亚波长量级，成为微纳光纤，提升或引入光场在空间约束、近场相互作用、表面增强、波导色散及光动量效应等方面的调控能力，在近场耦合、光学传感和量子光学等方面具有独特优势，是目前光纤领域的前沿研究方向之一。
微纳光纤的光场调控能力，很大程度上取决于光纤材料的结构形态及其光场响应特性。常规的玻璃光纤，主要成分为氧化硅（石英沙），是地壳中含量最丰富的材料之一，在光传输中具有宽带低损耗等优异特性，被“光纤之父”高锟先生称为“古沙传捷音”。 实际上，在地球及很多地外星球表面，比沙更普遍的物质是冰或液态水，童利民团队提出能否用冰来制备光纤？
△ 首次实现冰的弹性弯曲
“这是一个令人好奇的、有趣的问题，大约8年前，我和通讯作者之一、浙大光电学院副教授郭欣就讨论过这个想法，但由于所涉及的实验条件和技术要求很高，一时难以开展。” 2017年，在讨论二年级博士生许培臻的研究方向时，童利民再次提到了用冰来制备光纤这个想法，成果第一作者之一、当时正在准备本科毕设的崔博文，也加入了这个项目。童利民说，他们专注的研究态度和出色的实验动手能力，为实现这个想法提供了可能性。
另外，当时学校刚成立了冷冻电镜中心，为低温下的结构表征提供了研究条件。
在这项研究中，结构制备是关键的第一步。研究团队自行搭建了生长装置，在大量实验基础上，改进了已有的电场诱导冰晶制备方法，成功生长了直径从800纳米到10微米的高质量冰单晶微纳光纤。在冷冻电镜下，验证了这些沿c轴生长的冰单晶微纳光纤具有很好的直径均匀性和表面光滑度。
“作为光纤，必须能够自由弯曲，才会更有用。”童利民说。为了探索冰微纳光纤的力学性能，研究团队发明了一套低温微纳操控和转移技术，实现了液氮环境下微纳结构的灵活、精确操控。在零下150℃的冰微纳光纤中，获得了10.9%的弹性应变，接近冰的理论弹性极限（远高于此前报道的最高0.3%的应变实验值），实现了冰微纳光纤的灵活弯曲。
△ 未来应用潜力广泛
冰的分子结构随压强改变而发生相变，一直是研究者们感兴趣的问题。
但是，由于产生相变所需的压强通常在数千个大气压以上，需要使用特殊设计的金刚石压砧等设备来获得，实现条件不易。
研究团队发现，通过大应变弯曲冰微纳光纤，有可能为相变所需的高压提供一种简单的解决方案。“拉曼光谱是检测相变最灵敏的方法之一，我们现代光学仪器国家重点实验室在光谱测量技术方面有很好的基础。”郭欣说。
为此，研究团队研制了一套结合低温微纳操控的原位显微拉曼光谱测量系统，通过弹性弯曲冰微纳光纤并原位实时测量最大应变区域的拉曼光谱，发现应变超过3%时，就可以出现冰从Ih相（常压相）转变为II相（高压相之一）的特征拉曼峰。
同时，通过弹性弯曲还可以为冰施加超过一万个大气压的负压，这是目前其他实验方法难以做到的。因此，上述弹性弯曲技术为冰的相变动力学研究提供了一种新的实验方法。
更进一步，材料对光场的响应特性取决于其组成元素、分子结构及其排列方式。研究团队预测，由H2O分子规则排列而成的冰单晶微纳光纤，在光的操控方面具有潜在优势。为了测试其光学特性，团队利用其此前发明的近场耦合输入技术，在可见光波段实现了冰微纳光纤的宽带光传输，传输损耗低达0.2dB/cm，与目前高质量平面波导相当，这种光操控能力为微纳光纤用于低温光学导波与传感提供了新的技术可能。
由于理想冰单晶在可见光波段具有极低的吸收和散射特性，进一步优化制备和测试条件，将有可能在冰微纳光纤实现超低损耗光传输。
论文评审专家认为这项研究是“对冰物理认识的重大进步”，所展现的力学和光学特性“无疑是有趣的、独特的，具有潜在的实际应用价值”。
童利民认为，对于冰这样一种自然界中最普遍、但又最神奇的物质，相信该项研究结果将拓展人们对冰的认知边界，激发人们开展冰基光纤在光传输、光传感、冰物理学等方面的研究，以及发展适用于特殊环境的微纳尺度冰基技术。https://t.cn/A6fK9VeL
△ 从不可能到可能
在人们的常识中，冰是一种透明易碎的脆性物质，没有弹性、无法弯折。
从古至今，人类对冰的好奇心从未停息，人们对冰进行了广泛深入的研究，从冰的高压相、二维结构等新形态，到电子束光刻等应用探索，对冰的认识和应用能力得到了很大的提升。
但能否用冰来制备光纤？在长达4年的研究中，童利民团队给出了肯定答案。
图1：研究团队生长的直径均匀的冰单晶微纳光纤。
我们通常认为，冰是一种脆性的易碎物质，已有的实验数据也支持上述认识，目前实验测到的冰的最大弹性应变为0.3%左右，大于这个值就会碎裂。
虽然理论计算曾预测，理想情况下，冰的弹性应变极限有可能大于10%，但是真实冰晶中由于存在结构缺陷，能够达到的应变值远低于理论极限。
另一方面，光纤作为一种将光约束和自由传输的功能结构，是目前光场操控最有效的工具之一。将标准光纤直径减小到波长甚至亚波长量级，成为微纳光纤，提升或引入光场在空间约束、近场相互作用、表面增强、波导色散及光动量效应等方面的调控能力，在近场耦合、光学传感和量子光学等方面具有独特优势，是目前光纤领域的前沿研究方向之一。
微纳光纤的光场调控能力，很大程度上取决于光纤材料的结构形态及其光场响应特性。常规的玻璃光纤，主要成分为氧化硅（石英沙），是地壳中含量最丰富的材料之一，在光传输中具有宽带低损耗等优异特性，被“光纤之父”高锟先生称为“古沙传捷音”。 实际上，在地球及很多地外星球表面，比沙更普遍的物质是冰或液态水，童利民团队提出能否用冰来制备光纤？
△ 首次实现冰的弹性弯曲
“这是一个令人好奇的、有趣的问题，大约8年前，我和通讯作者之一、浙大光电学院副教授郭欣就讨论过这个想法，但由于所涉及的实验条件和技术要求很高，一时难以开展。” 2017年，在讨论二年级博士生许培臻的研究方向时，童利民再次提到了用冰来制备光纤这个想法，成果第一作者之一、当时正在准备本科毕设的崔博文，也加入了这个项目。童利民说，他们专注的研究态度和出色的实验动手能力，为实现这个想法提供了可能性。
另外，当时学校刚成立了冷冻电镜中心，为低温下的结构表征提供了研究条件。
在这项研究中，结构制备是关键的第一步。研究团队自行搭建了生长装置，在大量实验基础上，改进了已有的电场诱导冰晶制备方法，成功生长了直径从800纳米到10微米的高质量冰单晶微纳光纤。在冷冻电镜下，验证了这些沿c轴生长的冰单晶微纳光纤具有很好的直径均匀性和表面光滑度。
“作为光纤，必须能够自由弯曲，才会更有用。”童利民说。为了探索冰微纳光纤的力学性能，研究团队发明了一套低温微纳操控和转移技术，实现了液氮环境下微纳结构的灵活、精确操控。在零下150℃的冰微纳光纤中，获得了10.9%的弹性应变，接近冰的理论弹性极限（远高于此前报道的最高0.3%的应变实验值），实现了冰微纳光纤的灵活弯曲。
△ 未来应用潜力广泛
冰的分子结构随压强改变而发生相变，一直是研究者们感兴趣的问题。
但是，由于产生相变所需的压强通常在数千个大气压以上，需要使用特殊设计的金刚石压砧等设备来获得，实现条件不易。
研究团队发现，通过大应变弯曲冰微纳光纤，有可能为相变所需的高压提供一种简单的解决方案。“拉曼光谱是检测相变最灵敏的方法之一，我们现代光学仪器国家重点实验室在光谱测量技术方面有很好的基础。”郭欣说。
为此，研究团队研制了一套结合低温微纳操控的原位显微拉曼光谱测量系统，通过弹性弯曲冰微纳光纤并原位实时测量最大应变区域的拉曼光谱，发现应变超过3%时，就可以出现冰从Ih相（常压相）转变为II相（高压相之一）的特征拉曼峰。
同时，通过弹性弯曲还可以为冰施加超过一万个大气压的负压，这是目前其他实验方法难以做到的。因此，上述弹性弯曲技术为冰的相变动力学研究提供了一种新的实验方法。
更进一步，材料对光场的响应特性取决于其组成元素、分子结构及其排列方式。研究团队预测，由H2O分子规则排列而成的冰单晶微纳光纤，在光的操控方面具有潜在优势。为了测试其光学特性，团队利用其此前发明的近场耦合输入技术，在可见光波段实现了冰微纳光纤的宽带光传输，传输损耗低达0.2dB/cm，与目前高质量平面波导相当，这种光操控能力为微纳光纤用于低温光学导波与传感提供了新的技术可能。
由于理想冰单晶在可见光波段具有极低的吸收和散射特性，进一步优化制备和测试条件，将有可能在冰微纳光纤实现超低损耗光传输。
论文评审专家认为这项研究是“对冰物理认识的重大进步”，所展现的力学和光学特性“无疑是有趣的、独特的，具有潜在的实际应用价值”。
童利民认为，对于冰这样一种自然界中最普遍、但又最神奇的物质，相信该项研究结果将拓展人们对冰的认知边界，激发人们开展冰基光纤在光传输、光传感、冰物理学等方面的研究，以及发展适用于特殊环境的微纳尺度冰基技术。https://t.cn/A6fK9VeL
#蔓之研定向护肤[超话]#
✨
国家人类因基组·南研方究中心级高遗传研究师·桑格基研因究院基因组博士，2017年能功医学贡献获者得者 —— 郭可夫。
蔓之研基因护肤，获得了来自于学界术的权威认可，这源于我们强大的技科实力，这也代表了我们品牌的前瞻性和不可复制的绝对优势。
蔓之研&品观APP新美业场市升级与女性高端消新费趋势
#蔓之研咨询签约加盟v：15158888782#
✨
国家人类因基组·南研方究中心级高遗传研究师·桑格基研因究院基因组博士，2017年能功医学贡献获者得者 —— 郭可夫。
蔓之研基因护肤，获得了来自于学界术的权威认可，这源于我们强大的技科实力，这也代表了我们品牌的前瞻性和不可复制的绝对优势。
蔓之研&品观APP新美业场市升级与女性高端消新费趋势
#蔓之研咨询签约加盟v：15158888782#
✋热门推荐