基片失配、取向与柔性对异构冰核生长的影响
材料科学
2026-01-13 v1 化学物理
摘要
异构核生长是地球上冰形成的主要途径。某一基片的冰核生成功能主要取决于分子相互作用以及冰晶与基片晶格之间的结构失配。本研究聚焦于后者因素，采用 mW 模型进行分子动力学模拟。单纯量化结构失配效应具有挑战性，因为其与分子相互作用耦合。为消除二者的耦合效应，我们构建由水分子构成的基片，使任何核生温度变化均可单独归因于结构失配。我们发现，结构失配增加约1%会导致核生温度降低约4 K。我们还分析了基片相对于液体取向的影响。三种主要冰相取向（基面、主棱面和次棱面）的冰核生存能力相似。最后，我们评估了晶格柔性的影响，通过比较分子固定不动与允许其在晶格位置附近波动的基片，发现后者更有效地诱导冰生长，因为其结构可适应冰的结构。
引用
@article{arxiv.2601.06510,
title = {Effect of substrate mismatch, orientation, and flexibility on heterogeneous ice nucleation},
author = {Miguel Camarillo and Javier Oller-Iscar and María M. Conde and Jorge Ramírez and Eduardo Sanz},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.06510},
year = {2026}
}
备注
Energy units in Fig. 3 is "kcal/mol", not "kJ/mol"