受限水异常介电特性的结构与动力学指纹
统计力学
2021-03-03 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
关于固体表面附近（尤其是电化学和生物学中起关键作用的碳原子附近）界面水分子的分子构型，存在一个长期存在的问题。本研究利用分子动力学考察了置于两个平行石墨烯壁之间、间距从埃尺度到数十纳米不同的受限水的介电、结构和动力学性质。对于水的介电性质，我们表明水的介电常数的垂直分量在亚 空间受限下急剧下降。通过线性响应和涨落耗散理论获得的介电常数数据与近期报道的实验结果一致。通过确定电荷密度以及原子数的涨落，我们为垂直介电响应函数的行为提供了分子层面的解释。我们还根据水中悬空 O-H 键的存在解释了介电响应的行为。通过考察受限下水的驻留时间和横向扩散常数，我们揭示水分子倾向于在水-石墨烯界面保持其氢键网络。我们还发现了横向扩散与系统质心的 z 分量方差随受限程度变化的一致性。
引用
@article{arxiv.2009.07457,
title = {Structural and Dynamical Fingerprints of the Anomalous Dielectric Properties of Water Under Confinement},
author = {Iman Ahmadabadi and Ali Esfandiar and Ali Hassanali and Mohammad Reza Ejtehadi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2009.07457},
year = {2021}
}