基于 ReaxFF 分子动力学模拟应用 2PT 方法对界面的热力学描述

通过 ReaxFF 框架内的反应分子动力学(MD)模拟,从结构和热力学两方面表征了液态水与 Pt(111) 金属表面之间的界面。随着水密度以及 H2O 分子随距金属表面距离增加的分布变化,追踪了 distinct 的屈曲吸附层及后续润湿层的形成。在此过程中,还利用了两相热力学方法(2PT)研究 Pt(111)/H2O 界面中熵以及平动、转动和振动熵贡献的变化过程。在吸附层中观察到熵相比体相值显著降低($S$ = 31.05$\pm$2.48\,J/molK),密度为 3.26$\pm$0.06g/cm$^{3}$。O-O 层间分布可直接追踪水的有序性,并与理想六方吸附层进行量化比较。虽然 Pt 表面的吸附层出现了六方 motif,但这种近程有序在润湿层中已减弱。在距 Pt(111) 金属 15$\mathrm{\mathring{A}}$ 处达到体相行为。引入 0.1 V/$\mathrm{\mathring{A}}$ 的电场将金属表面的有序效应延伸至液态水中。