【哈尔滨的这个小岛上，将有重要会议要开！】
明媚的夏日里天空多么晴朗
美丽的太阳岛多么令人神往
带着垂钓的鱼杆
带着露营的篷帐
我们来到了太阳岛上
……
这首早在20年前就火遍大江南北的歌
在如今的哈尔滨
无论哪个年龄段的人
也依然能哼唱个几句
这首歌里唱的
就是坐落在哈尔滨市松花江北岸的
太阳岛
地处以寒冷著称的大东北
这个“岛”却敢于跟太阳“沾亲带故”
究竟是个什么来头？
火
太阳岛
由松花江水冲击而成
位于“活力之城”哈尔滨市松花江北岸
总面积约88平方公里
是城市中心的江漫滩湿地草原型
沿江生态区
太阳岛
为哈尔滨人留下了太多
有关红火日子的美好记忆
打小在这里长大的
哈（ hǎ ）尔滨人
一定都会拥有
周末时跟着父母家人三姑六婆
浩浩荡荡直奔江沿儿的兴奋和欢欣
还有跟小伙伴在岛上吃喝玩乐的
满满回忆
背包里除了雨伞、塑料布、扑克
也少不了黄瓜 、小葱 、干豆腐
其中
面包、红肠、啤酒、格瓦斯
是一定一定一定要带上的
那可是去太阳岛郊游的灵魂
太阳岛更是一方火热的土地
见证人民的觉醒
1907年5月
数千名中俄工人在太阳岛集会
提出改善生活待遇
实现8小时工作制等要求
这是中国工人阶级早期举行
纪念“五一”国际劳动节的活动
对以后中国工人运动产生了重要影响
1927年7月
太阳岛上召开了一次特殊的秘密会议
中共北满地委在这里
传达了中共第五次全国代表大会精神
传播了革命的火种
太阳岛的独特气质
也诱发了许多文人墨客创作的
火样热情
在朱自清的笔下
游玩太阳岛的记忆是温暖的：
江中有一太阳岛，夏天人很多，往往有带了一家人去整日在上面的。岛上最好的玩意自然是游泳，其次许就算划船......
......岸边穿着游泳衣的俄国妇人孩子共四五人，跳跳跑跑地硬挤到我们船边，有的浸在水里，有的爬在船上，一同照在那张相里。这种天真烂漫，倒也有些教人感着温暖的。
女作家萧红
在太阳岛上留下了爱的足迹
我们三个人租一条小船，在江上荡着。清凉的，水的气味。郎华和我都唱起来了。
艾青也曾到访太阳岛
他用诗句深情告白说：
或许这是一个梦想
或许这是一个希望
忽然有一个太阳涌现在松花江上
在热切的盼望中
梦想和希望终于开花
在江心的一片地果然充满了阳光
爽
夏天来到太阳岛
这里碧水环绕
幽雅恬静
野趣横生
景色迷人
倏忽间
一只拖着长长毛绒尾巴的松鼠
在林间穿行
一动一静间捧着松果
悠然地大快朵颐
“林中精灵”梅花鹿
在浅草坡上自由漫步
每当游人试图靠近时
它会警觉地一跳一跳迅速跑开
熟悉后
它会用温润的舌头舔你的手
痒痒的感觉
让人心头微微一颤
还有
黑天鹅
大天鹅
白天鹅
绿头鸭
灰雁等游禽
在占地约1.2公顷的湖面上
自由游弋
湖光山色间
碧波芦苇里
尽是回归大自然的
悠然与惬意
进入冬季
太阳岛成为了
雪的圣殿，冰的天堂
在一年一度的
“哈尔滨雪雕艺术博览会”上
飞舞的雪花被凝铸成
栩栩如生的艺术作品
在这里
人们可以尽情地
赏雪
戏雪
踏雪
沐雪
卧雪
吻雪
......
如果还不过瘾
冰雪滑梯
雪地小火车
四轮雪地摩托车
雪地迷宫
抽冰尜
狗拉雪橇
......
再来一根冰爽透心凉的
马迭尔冰棍
咬一口冻得邦邦硬的
冻梨冻柿子冻花红
那种发自心底的畅快会叫你连呼
过！瘾！
难怪有人调皮地总结
“没到太阳岛
就不算到过哈尔滨
不看雪博会
就不算见识过真正的冰雪节”
太阳岛还设有
室内冰灯雪雕艺术展览馆
以松花江天然冰和人工雪为材料
展出冰灯雪景
弥补了游客春、夏、秋三季
赏不到冰雪艺术的缺憾
令人魂牵梦萦的太阳岛
是多少哈尔滨游子的心头好
无论走到哪里
走得多远
都忘不了水阁云天里的
恣意和欢畅
忘不了松花江上
泛舟的自由和洒脱
燃
这样美的岛上
即将有大事发生
7月10日
“2021中国企业家太阳岛年会”
在北京举行新闻发布会
宣布这场备受瞩目的年会
将于8月24日至26日在太阳岛上
盛大启幕
这次大型国际会议
将邀请来自行业领军企业的负责人
国内外经济领域知名专家
驻华使节、总领事、商务参赞等
探讨“双循环”背景下
企业融入新格局的路径和契机
为推动中国高层次开放型经济的建设
建言献策
这么火
这么爽
这么燃的
太阳岛
贼拉热情的东北人
张开双臂欢迎你！
明媚的夏日里天空多么晴朗
美丽的太阳岛多么令人神往
带着垂钓的鱼杆
带着露营的篷帐
我们来到了太阳岛上
……
这首早在20年前就火遍大江南北的歌
在如今的哈尔滨
无论哪个年龄段的人
也依然能哼唱个几句
这首歌里唱的
就是坐落在哈尔滨市松花江北岸的
太阳岛
地处以寒冷著称的大东北
这个“岛”却敢于跟太阳“沾亲带故”
究竟是个什么来头？
火
太阳岛
由松花江水冲击而成
位于“活力之城”哈尔滨市松花江北岸
总面积约88平方公里
是城市中心的江漫滩湿地草原型
沿江生态区
太阳岛
为哈尔滨人留下了太多
有关红火日子的美好记忆
打小在这里长大的
哈（ hǎ ）尔滨人
一定都会拥有
周末时跟着父母家人三姑六婆
浩浩荡荡直奔江沿儿的兴奋和欢欣
还有跟小伙伴在岛上吃喝玩乐的
满满回忆
背包里除了雨伞、塑料布、扑克
也少不了黄瓜 、小葱 、干豆腐
其中
面包、红肠、啤酒、格瓦斯
是一定一定一定要带上的
那可是去太阳岛郊游的灵魂
太阳岛更是一方火热的土地
见证人民的觉醒
1907年5月
数千名中俄工人在太阳岛集会
提出改善生活待遇
实现8小时工作制等要求
这是中国工人阶级早期举行
纪念“五一”国际劳动节的活动
对以后中国工人运动产生了重要影响
1927年7月
太阳岛上召开了一次特殊的秘密会议
中共北满地委在这里
传达了中共第五次全国代表大会精神
传播了革命的火种
太阳岛的独特气质
也诱发了许多文人墨客创作的
火样热情
在朱自清的笔下
游玩太阳岛的记忆是温暖的：
江中有一太阳岛，夏天人很多，往往有带了一家人去整日在上面的。岛上最好的玩意自然是游泳，其次许就算划船......
......岸边穿着游泳衣的俄国妇人孩子共四五人，跳跳跑跑地硬挤到我们船边，有的浸在水里，有的爬在船上，一同照在那张相里。这种天真烂漫，倒也有些教人感着温暖的。
女作家萧红
在太阳岛上留下了爱的足迹
我们三个人租一条小船，在江上荡着。清凉的，水的气味。郎华和我都唱起来了。
艾青也曾到访太阳岛
他用诗句深情告白说：
或许这是一个梦想
或许这是一个希望
忽然有一个太阳涌现在松花江上
在热切的盼望中
梦想和希望终于开花
在江心的一片地果然充满了阳光
爽
夏天来到太阳岛
这里碧水环绕
幽雅恬静
野趣横生
景色迷人
倏忽间
一只拖着长长毛绒尾巴的松鼠
在林间穿行
一动一静间捧着松果
悠然地大快朵颐
“林中精灵”梅花鹿
在浅草坡上自由漫步
每当游人试图靠近时
它会警觉地一跳一跳迅速跑开
熟悉后
它会用温润的舌头舔你的手
痒痒的感觉
让人心头微微一颤
还有
黑天鹅
大天鹅
白天鹅
绿头鸭
灰雁等游禽
在占地约1.2公顷的湖面上
自由游弋
湖光山色间
碧波芦苇里
尽是回归大自然的
悠然与惬意
进入冬季
太阳岛成为了
雪的圣殿，冰的天堂
在一年一度的
“哈尔滨雪雕艺术博览会”上
飞舞的雪花被凝铸成
栩栩如生的艺术作品
在这里
人们可以尽情地
赏雪
戏雪
踏雪
沐雪
卧雪
吻雪
......
如果还不过瘾
冰雪滑梯
雪地小火车
四轮雪地摩托车
雪地迷宫
抽冰尜
狗拉雪橇
......
再来一根冰爽透心凉的
马迭尔冰棍
咬一口冻得邦邦硬的
冻梨冻柿子冻花红
那种发自心底的畅快会叫你连呼
过！瘾！
难怪有人调皮地总结
“没到太阳岛
就不算到过哈尔滨
不看雪博会
就不算见识过真正的冰雪节”
太阳岛还设有
室内冰灯雪雕艺术展览馆
以松花江天然冰和人工雪为材料
展出冰灯雪景
弥补了游客春、夏、秋三季
赏不到冰雪艺术的缺憾
令人魂牵梦萦的太阳岛
是多少哈尔滨游子的心头好
无论走到哪里
走得多远
都忘不了水阁云天里的
恣意和欢畅
忘不了松花江上
泛舟的自由和洒脱
燃
这样美的岛上
即将有大事发生
7月10日
“2021中国企业家太阳岛年会”
在北京举行新闻发布会
宣布这场备受瞩目的年会
将于8月24日至26日在太阳岛上
盛大启幕
这次大型国际会议
将邀请来自行业领军企业的负责人
国内外经济领域知名专家
驻华使节、总领事、商务参赞等
探讨“双循环”背景下
企业融入新格局的路径和契机
为推动中国高层次开放型经济的建设
建言献策
这么火
这么爽
这么燃的
太阳岛
贼拉热情的东北人
张开双臂欢迎你！
【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
【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
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