甲烷水合物成核过程的实验研究进展(特邀)

甲烷水合物(可燃冰)作为一种储量巨大、分布广泛的清洁能源而备受关注。围绕甲烷水合物的开采、以固态水合物形式储运天然气和氢气等问题开展基础科学研究,具有重要的科学意义和应用价值。成核过程是甲烷水合物形成的关键第一步,由甲烷、水分子形成团簇并逐渐演化形成水合物的微观过程。然而,由于缺乏在高压环境下研究成核微观过程的有效实验方法,针对成核过程的实验研究进展缓慢。本文首先对气体水合物的结构及其性质进行了回顾;然后,以水合物演化的分子动力学模拟为基础,梳理现有关于水合物演化路径的初步认知;最后,以超快非线性光谱学方法为主,讨论了水合物实验研究的进展和展望。

“超快光学”专辑导读

20世纪90年代以来,超快激光技术的不断发展与成熟,特别是得益于啁啾脉冲放大技术,使得超快光学与光谱学研究进入了全新的发展阶段。随着激光强度的增加、脉宽的缩短,超快光学研究从传统的微扰区进入到非微扰区乃至相对论区域,研究对象从宏观物质体系推进到介观乃至微观物质体系。结合非线性光学效应和极端条件光与物质相互作用,超快光学为人们提供了从太赫兹到X射线波段的新型光源。这些新波段相干光源的出现催生了太赫兹非线性光学、X射线非线性光学等研究方向,拓展了超快光学的研究领域、研究对象和应用范围,为物质科学研究持续提供全新的探测手段。