钾方解石上异质冰核形成的分子机制
化学物理
2026-04-17 v3
摘要
矿物尘埃粒子通过作为冰核颗粒 (INPs) 强烈影响地球气候。尤其是方解石矿物，特别是 K 方解石，被确认是主要的 INPs，而前一研究将这种行为归因于裂纹处暴露的 (100) 面。利用基于机器学习的分子动力学模拟，我们系统地研究了冰在多种 K 方解石表面上的核化过程。我们识别出在裂纹处如阶梯等缺陷暴露的 (110) 面，是冰形成的最活跃的面。该面独特地将界面水结构排列成类似于立方冰 (110) 面的排列，为核化提供最优模板。通过高级抽样技术，我们直接观察到具有立方冰结构簇的形成及其取向与实验结果一致。这些结果从分子水平解释了冰在我行星大气中形成的机制。
引用
@article{arxiv.2511.13402,
title = {Molecular mechanism of heterogeneous ice nucleation on potassium feldspar},
author = {Wanqi Zhou and Pablo M. Piaggi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.13402},
year = {2026}
}
备注
23 pages, 4 figures, and supplementary materials