纳米约束水中固体诱导的异构磁性有序

表面效应可能在修改液体本征有序方面发挥主导作用。在某些情况下，表面相互作用的效应可以向内传播，甚至可以与来自相反表面的传播相互干扰。这在液态水受纳米约束时尤为明显。构成水异常大介电常数的大规模偶极相关（并归因于其扩展的氢键网络）会被表面所扰动。这种扰动可以向内传播，然后与来自相反表面的扰动相干润。如果约束仅为数层厚，这种干涉会导致表面之间由溶剂介导的短至中程相互作用。本文研究了这些相互作用对纳米约束液体介电常数的影响，不仅针对水，也针对蛋白质表面的有序性。表面作用在两个层面：(i) 诱导取向重新排列，(ii) 改变水分子之间的交叉相关。使用分子动力学模拟和统计分析研究这些方面在狭缝孔、纳米管/圆柱和纳米球中的约束。此外，我们考虑多个结构特征截然不同的蛋白质的水合层。这些研究帮助我们衡量水分子偶极矩之间交叉相关的范围或尺度。我们发现蛋白质水合层中存在有趣的取向安排，导致长程分子交叉相关。为脱离氢键效应与几何效应的影响，我们额外研究了纳米约束下的乙腈腈。重要的是，尽管蛋白质内部的介电常数较小，但肽键的偶极矩较大，因此对水中的波动较为敏感。