晶格应变和电荷影响固体表面浸润和结冰行为的理论研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 龚菡琪 |
| 答辩日期 | 2021 |
| 文献子类 | 硕士 |
| 授予单位 | 中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所) |
| 导师 | 王春雷 |
| 关键词 | 浸润 结冰 分子动力学模拟 晶格应变 电荷 |
| 英文摘要 | 水在固体表面上的浸润和结冰现象在自然界十分常见,正确理解其中的物理机制能够帮助我们在实际生活和工业生产中调控这些现象,从而为人们的生活提供便利甚至产生经济效益。界面水在很多物理化学过程中起着至关重要的作用,并且界面水分子的结构和动力学性质通常不同于体相水中的水分子,且根据表面的不同展现出独特的性质。显然,浸润和结冰过程都受到界面水结构和动力学性质的影响。在对表面浸润性质的研究方面,使用分子动力学模拟,我们发现在由羟基和完全羟基化的二氧化硅表面上嵌入的水分子之间形成的复合结构上会出现液滴。这种现象可以归因于嵌入的水分子和表面羟基基团组成的复合结构的形成,它显著减少了复合结构与复合结构上方的水滴之间的氢键数量。有趣的是,在羟基化二氧化硅表面的晶格上施加小的均匀应变(±3%)会导致表面上液滴的接触角(>40°)发生显著变化。该研究为理解分子尺度上界面水结构与羟基化硅表面浸润性之间的相关性提供了新的见解。在对表面结冰性质的研究方面,基于分子动力学模拟,我们发现冰的生长速率与界面水的有序度和第一层冰的生长速度密切相关。有序度越大的表面冰的生长速度越快,有序度过小则会导致冰难以形成。进一步的结构分析发现电荷通过改变Ag离子与水分子之间的相互作用,可以改变第一层冰的结构,进而改变冰核的生长速度。该研究增加了人们对AgI表面上冰的生长行为的理解,并为分子尺度上理解电荷分布和结冰之间的相关性提供了新的视角和方法。 |
| 语种 | 中文 |
| 源URL | [http://ir.sinap.ac.cn/handle/331007/33903]  |
| 专题 | 中科院上海应用物理研究所2021-2022年 |
| 作者单位 | 1.中国科学院上海应用物理研究所 2.中国科学院大学; |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 龚菡琪. 晶格应变和电荷影响固体表面浸润和结冰行为的理论研究[D]. 中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所). 2021. |
入库方式： OAI收割
来源：上海应用物理研究所
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