石墨烯/石墨纳米毛细管中受限的二维分区方形冰
流体动力学
2023-01-18 v1 化学物理
摘要
作为最引人入胜的受限水/冰现象之一，二维方形冰近年来被广泛研究并获实验证实。除先前研究考虑的单方向均匀方形结冰模式外，本研究发现并借助分子动力学（MD）模拟表征了多方向分区方形结冰模式。提出方形结冰参数以定量区分分区模式、均匀模式及液态水。本研究改变石墨烯单层数 n，结果表明当水分子受限在石墨片之间（n >= 2）时，相比石墨烯（n = 1）更易形成分区方形结冰模式。只要 n >= 2，该现象对 n 不敏感，因为水分子与碳基底的相互作用具有短程性质。此外，即便 n >= 2，单层水分子也难形成分区方形结冰模式，证实水分子层间相互作用是分区结构形成的另一主导因素。通过改变压力和温度研究了从分区结构到均匀方形模式的转换。基于全面的 MD 模拟，本研究揭示了分区方形结冰模式的形成机制。
引用
@article{arxiv.2204.03198,
title = {Two-dimensional partitioned square ice confined in graphene/graphite nanocapillaries},
author = {Zhen Zeng and Tianyou Wang and Rui Chen and Mengshan Suo and Kai Sun and Panagiotis E. Theodorakis and Zhizhao Che},
journal= {arXiv preprint arXiv:2204.03198},
year = {2023}
}
备注
10 pages, 9 figures