如果你把一瓶水放进冰箱，几个小时后，你会看到一个实心的圆柱形冰。然而，如果水含有很少的杂质并且不受干扰，它可能不会被冻结，而是作为过冷液体保持。要小心，因为这种状态非常不稳定，如果摇晃或添加杂质，水会迅速结晶——许多YouTube视频都可以证明这一点。过冷是一种现象，在这种现象中，即使水溶液的温度低于冰点，但仍保持液态而不凝固。虽然许多研究已经完成了添加剂，触发过冷液体的冻结，机制的细节是未知的。一个潜在的应用可能是潜热储存材料，它依靠冷冻和融化来捕获和随后释放热量，就像一个可重复使用的冷冻包。

现在，由大阪大学领导的一个研究小组已经证明，银纳米颗粒在诱导笼形水合物结晶方面非常有效。笼形水合物在物理上看起来像冰，由氢键水笼和内部的客体分子组成。通讯作者Takeshi Sugahara教授解释说:“使用扫描电子显微镜和冷冻断裂复制方法，我们捕捉到了一个新生簇在潜热储存材料的水溶液中包裹银纳米颗粒的那一刻。”这是因为纳米颗粒作为“种子”或成核位置，形成微小的簇。一旦这个过程开始，剩余的溶质分子和水分子可以迅速形成额外的团簇，然后团簇致密化导致结晶。研究人员发现，虽然银纳米粒子倾向于加速这些团簇的形成，但其他金属纳米粒子，如钯、金和铱，并不能促进结晶。Sugahara教授说:“在目前的研究中获得的过冷抑制效果将有助于实现包合物水合物作为潜热储存材料的实际应用。”正如本研究所描述的，用于增强过冷控制的材料设计指南可能会导致潜热储存材料在太阳能和热回收技术中的应用，并提高效率。