过冷水中异质成核冰的界面限制生长
软凝聚态物质
2013-12-31 v2
摘要
异质冰生长表现出冻结速率的最大值，这源于动力学与固液态之间热力学驱动力之间的竞争。在此，我们利用分子动力学模拟阐明这种竞争的原子细节，重点关注沿次级棱柱方向界面区域的水性质。当将界面水分子转化为冰的效率（统称为附着动力学）最大时，晶体生长速度达到最大。我们发现，在原子级粗糙表面的凹形区域接触中间冰层的水分子更有可能直接冻结。因此，在大过冷度下固体表面粗糙度的增加对冰生长速率起到了重要的限制作用，因为水分子无法整合到越来越深的表面凹槽中。这些结果为理解在许多生物和大气过程中至关重要的固相自组装分子机制提供了见解。
引用
@article{arxiv.1308.6541,
title = {Interface limited growth of heterogeneously nucleated ice in supercooled water},
author = {Razvan A. Nistor and Thomas E. Markland and B. J. Berne},
journal= {arXiv preprint arXiv:1308.6541},
year = {2013}
}
备注
Revised version 8 pages, 5 figures