对称性、悬浮效应与尺寸依赖的扩散率最大值

扩散总是涉及在介质中的运动。观察到的一个普遍行为是，当扩散物被限制在介质中时，自扩散率作为扩散物尺寸的函数表现出最大值，这是由于所谓的悬浮效应。这种自扩散率的最大值已在广泛不同的介质中观察到：微孔固体、致密液体和密堆积固体、极性溶剂中的离子等。该效应的出现是因为，对于自扩散率最大的扩散物尺寸，限制扩散物的介质对其施加的力最小。我们在此报告了对限制在沸石Y笼中的双原子物种的模拟。这里对模型双原子物种的两个原子以相等强度相互作用（例如$O_2$，对称情况）和不相等相互作用强度（例如$CO$，不对称情况）的几种不同模拟进行了建模。此外，还改变了双原子物种的键长。我们对对称情况的结果表明，对于足够大以紧密贴合沸石Y的12环窗口的键长，自扩散率最大。对于弱不对称情况，作为双原子物种键长的函数，观察到一个弱最大值。然而，对于强不对称情况，在所有研究的键长中均未观察到自扩散率的最大值。这证明了对称性与扩散率最大值之间的密切关系，并为观察悬浮效应需要力的抵消提供了直接证据。