扭转角是否影响扭曲双层石墨烯内限域水的性质？

石墨烯纳米狭缝孔被用于纳米流体器件，如海水淡化、离子选择性通道、离子晶体管、传感、分子筛分、蓝色能量收集和蛋白质测序。制备纳米流体器件是一项艰巨的任务，因为微小的错位会导致器件各种性质的显著改变。这里我们关注两平行石墨烯片之间的旋转错位。利用分子动力学模拟，我们探究了在一系列公度扭转角下限域于石墨烯纳米通道内单层水的结构与动力学。使用 SPC/E 和 TIP4P/2005 水模型，我们的模拟揭示了平衡数密度（SPC/E 为 $n \sim 13 nm^{-2}$，TIP4P/2005 为 $n \sim 11.5 nm^{-2}$）在不同扭转角下保持不变。基于各自水模型的密度，结构和介电常数与扭转角无关。在此条件下，限域水结构仅对 SPC/E 水呈现方形冰有序性。TIP4P/2005 在接近临界密度（$n \sim 12.5 nm^{-2}$）时呈现有序性。所研究扭转角下，限域水的平均垂直介电常数异常低（SPC/E 约为 $\sim 2$，TIP4P/2005 约为 $\sim 6$）。我们发现限域水分子的摩擦系数在较小扭转角下变化，而在扭转角大于 $5.1^{o}$ 时变得与角度无关。我们的结果表明，微小的角度错位不会损害石墨烯狭缝孔内单层水的介电性质，但会显著影响其动力学。