用于水与六方氮化硼界面的各向异性界面力场
化学物理
2023-06-14 v1
摘要
本研究提出一种各向异性界面势，可准确描述水与六方氮化硼（h-BN）界面处的范德华（vdW）相互作用。以强约束适当归一化（SCAN）泛函为基准，所开发的力场与参考数据集表现出显著一致性，包括吸附于h-BN表面上方的水分子各种构型的结合能曲线与滑动势能面。这些发现凸显了该力场在经验性描述水/h-BN异质界面各向异性vdW相互作用方面取得的显著改进。利用此各向异性力场，分子动力学模拟表明原子级平整的原始h-BN具有本征疏水性。然而，当引入原子台阶表面粗糙度时，h-BN的润湿性发生显著变化，呈现亲水性。粗糙化h-BN表面的计算水接触角（WCA）约为64°，与实验WCA值52°至67°密切吻合。这些发现表明实验h-BN样品表面存在原子台阶的概率很高，强调需进一步实验验证。用于准确描述水/h-BN异质界面相互作用的各向异性界面力场的开发，是准确模拟二维（2D）材料润湿性的重要进展，为研究这些界面处水的动态与输运性质提供了可靠工具，对材料科学与纳米技术具有意义。
引用
@article{arxiv.2306.07687,
title = {Anisotropic Interfacial Force Field for Interfaces of Water with Hexagonal Boron Nitride},
author = {Zhicheng Feng and Zhangke Lei and Yuanpeng Yao and Jianxin Liu and Bozhao Wu and Wengen Ouyang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2306.07687},
year = {2023}
}
备注
22 pages, 5 figures