电场下水分解的第一性原理分子动力学研究
软凝聚态物质
2012-05-16 v1 化学物理
摘要
液态水在电场下的行为是科学与工程中的一个关键现象。然而，在微观尺度上对其进行详细描述很难通过实验实现。在此，我们报告了首个关于电场下水的第一性原理分子动力学研究。我们观察到，在低至中等场强下，氢键长度和分子取向发生了显著改变。超过约 0.35 V/\AA 阈值的电场能够分解分子，并通过一系列关联的质子跳跃维持离子电流。施加更强电场（1.0 V/\AA）时，15-20% 的分子瞬间分解，所产生的离子流给出约 7.8 的电导，与实验值吻合良好。这一结果为电场对水溶液影响的量子精确微观研究铺平了道路，从而推动第一性原理分子动力学在神经生物学、电化学和氢经济中的大规模应用。
引用
@article{arxiv.1204.1120,
title = {Ab initio molecular dynamics study of dissociation of water under an electric field},
author = {A. Marco Saitta and Franz Saija and Paolo V. Giaquinta},
journal= {arXiv preprint arXiv:1204.1120},
year = {2012}
}
备注
5 pages, 4 figures. Supplementary material available upon request. To be published in Phys. Rev. Lett. http://prl.aps.org/accepted/