結晶是最常見的自然過程之一。雖然水冰是最常見的晶體，但在中學實驗中用氯化鈉溶液來演示鹽晶體的生長，
但是在原子層面上，我們對晶體形成的方式(尤其是成核)不太了解，這是結晶過程的第一步，一部分原因是它是一個動態的過程，只存在于小范圍內，另一部分是因為隨機性，使得研究比較困難，
由日本東京大學部化學系的中村隆之(Takayuki Nakamuro)領導的團隊剛剛取得了令人興奮的突破，自2005年以來，他們一直試圖使用特殊的開發技術在原子水平上拍攝鹽的結晶過程，現在，他們如愿以償了。
研究人員表示，結晶過程廣泛應用于從醫學到工業制造的各個領域，弄清細節有助于實現高精度操作。
這項技術被稱為單分子原子分辨率實時電子顯微鏡(SMART-EM)，用于研究分子和分子聚集體，通過與新開發的樣品制備方法相結合，研究小組捕捉到了鹽晶體的形成圖像，
中村說：“我碩士的一個研究所Masaya Sakakibara用SMART-EM研究氯化鈉(NaCl)的行為，為了將樣品固定到位，我們使用了具有厚原子層的碳納米角，這是我們以前的發明之一。在拍攝了令人驚嘆的視訊后，我們立即注意到了以前所未有的直觀方式獲得晶體成核的結構和統計細節的機會，”
該小組記錄了氯化鈉溶液以每秒25幀的速度蒸發的水，液體是由振動的碳納米角抑制分子擴散引起的。隨著幾十個鹽分子的出現和排列成立方體，出現了有序的結構。
研究人員說，這些預結晶聚集體以前從未被觀察或表征過，
研究人員記錄了9次，每次都有一個將分子排列成簇，在無特征和半有序狀態之間波動，然后突然形成晶體的過程：4原子 6原子晶格，該小組指出，這些狀態與實際晶體非常不同。
他們還注意到晶體形成、生長和收縮頻率的統計模式。他們發現成核過程的時間大致遵循正態分布，平均時間為5.07秒，時間與理論一致，但首次被實驗證實。
總的來說，他們的結果表明分子大小和結構動力學在成核過程中起作用，通過理解這一點，我們可以通過控制成核過程的空間來精確地控制成核過程，他們甚至可以控制晶體的大小和形狀，
研究的下一步將是試圖研究更復雜的晶體，并試圖將它們應用于更廣泛的實際場景。
東京大學部化學系的中村榮一說：“鹽只是我們探索成核事件基本原理的首選，鹽只能以一種方式結晶，但其他分子(如碳)可以以多種方式結晶，生成石墨或DIA。這叫多態性，沒有人見過導致其成核的前期，希望我們的研究能為理解多態機制提供基礎。”
研究發表于《美國化學學會期刊》。
https://www . science alert.com/watch-有史以來第一個原子級鹽晶體形成的視訊
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