长期以来，科学界对纳米尺度水的物理性质知之甚少。
纳米受限水是指被限制在极小空间内的水分子，其尺度通常为十亿分之一米级别。
在如此狭窄的环境中，水分子无法像常规条件下那样自由运动，其物理性质会发生显著改变，包括结冰温度改变、流动特性异常等现象。
然而，由于缺乏有效的观测手段，这些现象背后的微观机制长期存在学术争议，成为制约纳米流体学发展的关键瓶颈。
针对这一科学难题，北京大学物理学院量子材料科学中心的江颖、边珂、王恩哥等研究人员与香港城市大学曾晓成团队展开深度合作。
经过多年的理论探索和技术攻关，他们创新性地将高端扫描探针技术与量子传感技术相融合，成功研发出具有自主知识产权的"扫描量子传感显微系统"。
这套系统具有超高的灵敏度和分辨率，相当于为科学家配备了一台工作在原子尺度的磁共振成像仪，使得直接观测纳米空腔内水分子的微观结构和相变过程成为现实。
研究团队通过精密实验，清晰地描绘出纳米受限水的相变规律。
当受限空间尺寸降低至1.6纳米以下时，水分子的扩散运动明显减缓，进入一种介于液体和固体之间的"类固体"状态。
这种状态下，水分子虽然保持一定的流动性，但其运动受到严格限制。
更为引人注目的是，当空间进一步压缩至1纳米以下时，水在室温条件下会完全"冻结"，形成结构有序的晶体。
这一现象的发现，不仅从实验层面证实了分子动力学计算机模拟的预测结果，也为纳米通道中流体呈现"超润滑"特性提供了微观解释。
这项研究成果具有重要的理论和应用价值。
从理论角度看，它深化了人们对水分子在极端条件下行为特征的认识，为凝聚态物理学和材料科学提供了新的实验证据。
从应用前景看，纳米受限水的相变特性与超润滑输运机制的揭示，对于开发高效能的纳米流体器件、生物膜通道模拟、能源存储等领域具有重要指导意义。
特别是在微流控芯片、海水淡化膜、离子电池等新兴技术领域，这些发现可能带来革命性的改进。
该研究成果已于2026年1月12日在国际顶级学术期刊《自然-材料学》在线发表，标志着我国在纳米科学基础研究领域取得了重要进展。
这也充分体现了我国科学家在自主创新、原始创新方面的能力和决心，为后续相关研究奠定了坚实基础。
从宏观江河到纳米水滴，水的奥秘始终牵引着科学探索的视线。
这项研究不仅拓展了人类对物质基本形态的认知边界，更彰显了基础科学研究"见微知著"的价值。
在建设科技强国的征程上，此类原创性突破将持续为技术创新注入源头活水，展现中国科学家攀登科学高峰的坚实步伐。