水均相成核形成多态冰的原子尺度观测
统计力学
2022-09-19 v1 软凝聚态物质
化学物理
摘要
水是地球上最丰富的物质之一，而冰即固态水，具有超过18种已知相。通常自然界中的冰仅以Ice Ih、Ice Ic或两者的堆垛无序混合形式存在。尽管许多理论工作致力于理解常温和常压下不同冰相的热力学，但仍有许多谜团。我们通过全原子分子动力学模拟，模拟了水与不同冰相之间的可逆转变。使用以两个选定的X射线衍射峰强度作为集体变量的增强采样方法MetaITS，获得了液态水、Ice Ih、Ice Ic在多个条件下的三元相图。我们还提出了一个简单的物理模型，成功解释了冰的热力学稳定性。我们的结果与实验一致，并增进了对冰成核机制的深入理解。
引用
@article{arxiv.2111.12234,
title = {Atomistic View of Homogeneous Nucleation of Water into Polymorphic Ices},
author = {Maodong Li and Jun Zhang and Niu Haiyang and Yao Kun Lei and Xu Han and Lijiang Yang and Zhiqiang Ye and Yi Isaac Yang and Yi Qin Gao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2111.12234},
year = {2022}
}