相信大家都對水不陌生，每天都和水進行接觸，但是水也是人類最不了解的物質(zhì)之一，水的結(jié)構(gòu)到底是什么樣的？這個問題被《科學(xué)》雜志列為本世紀(jì)125個最具挑戰(zhàn)性的科學(xué)問題之一，但是是如今這個問題已經(jīng)有答案了，我國的科學(xué)家給了這個問題一個答案，讓人類看到了水的微觀結(jié)構(gòu)。

高中化學(xué)課上，我們知道了水的化學(xué)結(jié)構(gòu)，H2O，其中體積最小的原子H原子是最難觀測的原子，大家想要觀測到離子水合物的微觀結(jié)構(gòu)，但是都一直沒有成功，在上世紀(jì)就有科學(xué)家在研究這方面的問題，直到我們的青年科學(xué)家江穎的實驗成功之后，才讓所有人看清楚了水分子中氫原子的位置，我們看到了自然界原子的極限。

因為這個問題一直沒有人能解答，江穎認(rèn)為自己應(yīng)該在自己的領(lǐng)域進一步研究，要去看看水的微觀結(jié)構(gòu)，他和團隊定下這個研究課題之后，就經(jīng)過了一番研究，實驗設(shè)計也是另辟蹊徑，在金屬和水分子中間插入絕緣的氯化鈉薄膜，牢牢的抓住單個水分子。在美國做博士后研究時，掃描探針顯微術(shù)是江穎主要的研究手段之一。通過探測電流，掃描探針顯微鏡能夠?qū)ξ镔|(zhì)表面的形貌進行表征，分辨率可達到原子級別。在2013年，他們就在實驗室首次觀測并拍攝到了單個水分子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，這些在氯化鈉表面的水分子引起了全世界的熱烈反響。

實驗取得一定進展之后，他們將研究放到了離子水合物上面，研發(fā)了一種非侵?jǐn)_式原子力顯微鏡成像技術(shù)，在2018年，江穎團隊成功得到了鈉離子水合物的原子層次圖像，這是人類首次獲得水分子團簇和水合離子的原子級分辨圖像，刷新了人類對水的傳統(tǒng)認(rèn)知。

在氯化鈉的表面，水分子以什么樣的形態(tài)存在，是“躺”著還是“站立”著？對此，學(xué)界存在爭議，有理論模擬認(rèn)為，水分子是“躺”在氯化鈉表面的。而江穎團隊的觀測結(jié)果表明，水分子是“站立”在氯化鈉表面上的。

他的研究看似解開了一個百年之謎，從更深層次來說，開辟了一個新的研究領(lǐng)域，我們可以從微觀層面了解更多的物質(zhì)特性，將我們的科學(xué)推向更高的標(biāo)準(zhǔn)。