丰富的笼子类型和笼子充填状态

　　天然气水合物，俗称“可燃冰”，在能源、环境、油气运输和地质灾害预防等领域对人类生存和发展有重要影响，值得人们像历史上对煤炭和石油的研究一样下大力气研究天然气水合物。目前，该研究领域内的一个基本科学问题——“水合物怎样形成？”在国际上仍然没有定论，而回答这个问题需要在分子水平上对水合物的成核和生长机制有深入的了解。

　　中科院地质与地球物理研究所地球深部结构与过程研究室分子动力学学科组郭光军研究员及其合作者于2009年10月6日曾提出天然气水合物成核机制的笼子吸附假说，预测出水合物在形成过程中应该经历一个各种笼子结构混杂堆垛的无定形相过渡态。两天后，Walsh等在Science上发表了第一条水合物自发成核生长的分子动力学模拟轨迹。但是由于作者在轨迹分析中只能识别4种水合物笼子，因此没有意识到他们所获得的结果实际上就是无定形相水合物。