冷冻电镜是如何观测到原子级别的生命结构的
冰是一种大家再熟悉不过的物质了。在一个大气压下，当水的温度低于零度时，便会变成固态的冰。水分子在彼此之间的极性相互作用力(范德瓦尔斯力)之下，形成规则的排列形式，变成晶体状态。这是我们生活中常见的冰的存在方式。冰晶的内部通常是极为纯净的，只有水分子存在，任何其他杂质都会在结晶的过程中被挤出晶体之外。当有较多其他杂质存在的情况下，通常会形成多晶。水结冰后体积还会发生膨胀，造成晶体之间相互挤压。生物体内的水如果结冰，冰的膨胀效应和相互挤压会对细胞或组织的结构造成破坏。如果要将生物体冷冻起来，就必须避免冰晶的形成。这也是难以通过冷冻的方法来长期保存生命体的主要原因。
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