Continuous Self Energy of Ions at the Dielectric Interface
我们提出了一个简单的，统一的理论，在电介质界面附近的离子的自能。我们的理论同时考虑了短程（溶剂化）和长程（镜像力）的静电力、由这些力引起的电荷极化以及腔能量。与以前的模型相比，我们的自我能量在界面上是连续的，因此适用于界面的水和空气（油）侧。在没有拟合参数的情况下，我们预测了特定离子对卤素阴离子在水/空气界面的界面亲和力的影响，以及疏水离子在水/油界面的强吸附，与实验和原子模拟一致。
2014-03-01 cond-mat.soft
Surface tension of electrolytes: Hydrophilic and hydrophobic ions near an interface
我们计算了两个和三个离子物种的高极性和低极性流体（水和油）的流体混合物中的界面周围的离子分布。我们考虑了溶剂化和图像之间的相互作用离子和溶剂。我们发现，亲水性和疏水性离子往往会在界面处发生微相分离，从而产生扩大的双电层。我们还推导出电解质体系的表面张力的一般表达式，其中包含负的静电贡献的体积盐密度的平方根成正比。对于亲水性离子对，该平方根项的幅度较小，但对于亲水性和疏水性离子对，该平方根项的幅度大大增加。对于三种离子种类，包括亲水性和疏水性离子，我们计算的离子分布来解释那些通过X射线反射率测量。
2008-05-14 cond-mat.soft
Selective solvation in aqueous mixtures: Interface deformations and instability
我们简要地回顾了离子在水溶液中的选择性溶剂化效应，其中离子密度和组成波动是强耦合的。然后，我们研究了离子存在下液-液界面的表面张力γ。我们发现，由于界面附近的静电和溶剂化相互作用，γ可以急剧下降。我们计算自由能是如何改变的，由于小的表面起伏的存在下的双电层。当γ为负值时，表面不稳定性发生，这在溶剂临界附近的拮抗离子对中很容易实现。三维模拟显示了如何诱发表面不稳定性。
2012-02-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Ionic liquid-electrode interface: classification of ions, saturation of layers, and structure-determined potentials
本研究通过单电极电双层模型对40种离子液体-电极界面进行模拟，将离子界面堆积分为四类，并揭示常见离子难以在电化学稳定窗口内实现单层精确屏蔽，为实验调控界面性质提供结构依据。
2024-05-15 cond-mat.soft
Dressed Counterions: Poly- and monovalent ions at charged dielectric interfaces
我们研究了在含有多价和单价离子的不对称电解质存在下，在具有介电不均匀性的带电界面处的离子分布和过充电。我们制定了一个有效的“着装反”的方法，通过整合出的单价盐自由度，并表明它同意明确的蒙特卡罗模拟的结果。然后，我们应用强耦合理论的框架内，有效的多价离子在低浓度下，这使得盐的影响，以及在系统水平上的强库仑相互作用的限制的介电不均匀性的分析描述的着装counterweight的方法。该理论的局限性和适用性进行了检查，通过与模拟结果进行比较。
2011-03-31 cond-mat.soft
Simulation and Theory of Ions at Atmospherically Relevant Aqueous Liquid-Air Interfaces
在大气中的水滴和薄膜表面或其附近发生的化学作用会影响空气质量和气候。分子动力学模拟对于从原子尺度上深入研究大气中水界面的结构和反应性正变得越来越有用。在这里，我们回顾了大气相关的水溶液-空气界面的模拟研究，重点是在大气气溶胶化学中发挥重要作用的离子。除了调查模拟研究的结果，我们讨论的挑战，细化和实验验证的方法模拟离子吸附到空气-水界面，并在阐明吸附的驱动力的最新进展。我们还回顾了最近发展的介电连续理论，能够再现模拟和实验数据的离子行为在水界面。
2013-06-28 cond-mat.soft
X-ray fluorescence spectroscopy from ions at charged vapor/water interfaces
本文报道了一价离子（Cs+）的X射线荧光光谱。Cs+从稀溶液中积累，在带电的朗缪尔单分子层附近形成富离子层。对于没有单层的盐溶液，低于临界角的荧光信号显著低于检测灵敏度，并且仅观察到来自本体的高于临界角的信号。在提供表面电荷的单层存在下，观察到低于临界角的强荧光信号。在界面处积累的离子密度由荧光确定。收集的荧光光谱作为入射X射线能量的函数附近的LIII边缘产生的扩展的吸收光谱的离子，并比较最近的独立结果。还提供了二价Ba ~（2+）在单层和非单层情况下的荧光数据。
2009-05-04 cond-mat.soft
The Surface of Electrolyte Solutions is Stratified
离子在空气/水界面的分布在许多自然过程中起着决定性的作用。通常认为，具有低电荷密度的可极化离子是表面活性的，这意味着它们位于水表面的顶部。在这里，我们修改这一既定的假设相结合的表面特异性外差检测振动和频生成与神经网络辅助从头算分子动力学模拟。我们的研究结果直接表明，在典型的电解质溶液中的离子，事实上，位于一个地下区域，导致这样的界面分层成两个独特的水层。最外表面是离子耗尽的，并且次表面层是离子富集的。结果，在溶液内部几个微纳米处的有效液体/液体界面出现，除了最外面的空气/水界面之外，还产生了第二个水/电解质界面。
2022-10-04 cond-mat.soft physics.chem-ph
Why Some Metal Ions Spontaneously Form Nanoparticles in Water Microdroplets? Disentangling the Contributions of Air-Water Interface and Bulk Redox Chemistry
本研究探究金属离子在微滴和体相中自发形成纳米颗粒的机制，发现该还原现象并非由气-水界面驱动，而是含羟基溶剂中普遍存在的体相氧化还原反应。
2024-04-27 cond-mat.soft
Polarization and Charge Transfer in the Hydration of Chloride Ions
本文对第一层水化壳层中氯离子和水分子的结构和电子性质进行了理论研究。的计算上进行合奏的配置从分子动力学模拟的单个氯离子在散装水。模拟利用可极化AMOEBA力场的轨迹生成，和MP2水平的计算进行检查的离子和周围的水在更远的水域的外场的电子结构特性。ChelpG方法被用来探索氯离子和第一壳层水的有效电荷和偶极子。进一步利用分子中原子的量子理论（QTAIM）来研究从阴离子到周围水分子的电荷转移。根据QTAIM分析，0.2个元电荷从离子转移到第一壳层水分子。默认的AMOEBA模型高估了离子的平均偶极矩幅度与估计的量子力学值相比。在MP2水平下处理的第一壳中的水分子的偶极矩的平均大小为2.67 D，其中用AMOEBA有效电荷模型处理更远的水域。该值接近于第一壳水的AMOEBA结果（2.72 D），并略低于整体AMOEBA值（2.78 D）。第一溶剂化壳层中的水分子的偶极矩的大小受局部水-水相互作用和与第二溶剂化壳层的氢键的影响最强烈，而不是受与离子的相互作用的影响。
2009-12-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
The vanishing water/oil interface in the presence of antagonistic salt
拮抗盐是由亲水性和疏水性离子组成的盐。在水和有机溶剂的二元混合物中，这些离子优先溶解到不同的相中。我们通过分子动力学（MD）模拟研究了拮抗盐四苯基氯化磷PPh $_4$ Cl在水和2，6-二甲基吡啶混合物中的作用。随着盐浓度的增加，两相区收缩，界面张力降低，这与向这种混合物中加入正常盐时发生的情况相反。MD模拟使我们能够详细研究表面张力降低背后的机制。我们得到了界面周围的离子和组分分布，并确定了系统中的氢键，并得出结论，盐的加入改变了氢键。
2020-03-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
How accurate is Poisson-Boltzmann theory for monovalent ions near highly charged interfaces?
表面敏感的同步辐射X射线散射研究进行，以获得一价离子的分布旁边的高电荷界面。一种脂质磷酸盐（双十六烷基磷酸氢盐）作为单层在空气-水界面上扩散，以控制表面电荷密度。使用异常反射率关闭和在$L_3 $ Cs $^{+}$共振，我们提供了空间计数器（Cs $^{+}$）分布旁边的带负电荷的接口。五十年的体积浓度进行了研究，表明界面分布强烈依赖于体积浓度。我们表明，这是由于强结合常数的水合氢H $_3$ O $^{+}$的磷酸基团，导致质子转移回磷酸基团和减少表面电荷。Cs $^+$浓度的增加改变了接触值电位，从而引起质子释放。这个过程有效地修改了表面电荷密度，并使探索的离子分布作为有效的表面电荷密度的函数。实验获得的离子分布进行比较，由泊松-玻尔兹曼理论计算的分布占由于质子释放和结合的表面电荷密度的变化。我们还讨论了我们的实验结果在泊松-玻尔兹曼理论的可能偏差之间的区别的准确性。
2006-07-17 cond-mat.soft
Wigner-Crystal Formulation of Strong-Coupling Theory for Counter-ions Near Planar Charged Interfaces
我们提出了一种新的分析方法的强静电耦合制度（SC），可以实现等效在低温下，高电荷，低介电常数等两个几何形状进行了详细分析：一个带电的墙，然后，两个平行的墙在小距离，可以是可能的或相反的电荷。在所有情况下，仅存在一种类型的移动抗衡离子，并确保电中性（无盐情况）。该方法基于围绕由板处的反离子的二维维格纳晶体形成的基态的系统展开。领先的SC顺序源于单粒子理论，并符合维里SC的方法，在过去的10年里已经研究了很多。第一种修正具有维里SC预测的函数形式，但前因子不同。本理论是免费的分歧和所得的结果，无论是对称和不对称的充电板，是在良好的协议与现有的数据蒙特卡罗模拟下强和中等库仑耦合。获得的所有结果均代表维里SC估计值的相关改进。目前的SC理论从维格纳晶体开始，因此创造了维格纳SC，揭示了异常现象，如反离子介导的同电荷吸引力和相反电荷排斥。
2011-12-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Effects of van der Waals forces and salt ions on the growth of water films on ice and the detachment of CO$_2$ bubbles
本文研究了盐对融冰润湿膜厚度的影响，以及盐与冰-水界面和汽-水界面附近CO $_2$气泡的相互作用。控制机制是各自的三层几何形状中的Lifshitz和双层相互作用。我们证明，后者依赖于Casimir-波尔德相互作用的盐离子溶解在水中的冰，蒸汽和CO $_2$接口，使用不同的模型计算其在水中的有效极化率。对于不同的盐离子，当使用不同的离子极化率模型时，观察到平衡水膜的预测厚度的显着变化。结果表明，CO $_2$气泡在冰-水界面处被吸引，在汽-水界面处被排斥
2016-07-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Adsorption of solutes at liquid-vapor interfaces: Insights from lattice gas models
离子在液-气界面的吸附行为表现出几个意想不到的但通用的功能。特别是，能量和熵都是最小的溶质驻留在表面附近时，为各种离子在一系列的极性溶剂，相反的经典理论的预测。出于这种普遍性，并由简单的物理成分所涉及的计算研究，我们已经研究了界面溶剂化高度示意性的模型，解决溶剂密度和内聚能只有粗糙的波动。在这里，我们表明，即使是这样的格子气模型概括了令人惊讶的热力学趋势中观察到的详细模拟和实验。注意力集中在两个维度的情况下，近似的能量和熵的配置文件可以计算分析。对格子气的模拟和理论分析突出了毛细波动在介导吸附中的作用。他们进一步指出温度和溶质-溶剂相互作用强度的范围，其中表面倾向预计是最强的。
2012-05-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Preferential affinity of calcium ions to charged phosphatidic-acid surface from a mixed calcium/barium solution: X-ray reflectivity and fluorescence studies
通过X射线反射率和近全反射荧光实验，研究了二价离子（$\mathrm{Ca^{2+}}$和$\mathrm{Ba^{2+}}$）从水溶液到带电磷脂酸（PA）表面的亲和力。磷脂（1，2-二肉豆蔻酰-sn-甘油-3-磷酸，DMPA），在空气/水界面处作为单层铺展，用于形成和控制界面处的电荷密度。我们发现，对于纯盐的溶液（即，$\mathrm{CaCl_{2}}$和$\mathrm{BaCl_{2}}$），界面处每个DMPA的结合离子数在超过$\mathrm{10^{-3}M}$的浓度下饱和。对于1：1的$\mathrm{Ca^{2+}/Ba^{2+}}$混合溶液，我们发现界面处的结合$\mathrm{Ca^{2+}/Ba^{2+}}$比为4：1。如果决定PA附近电荷积累的唯一性质是离子电荷，则界面处混合$\mathrm{Ca^{2+}/Ba^{2+}}$的浓度将等于本体的浓度。我们的研究结果表明，PA对Ca的特异性亲和力明显高于Ba。我们提供了一些关于这个问题的讨论，以及对生物系统的一些影响。虽然我们的结果表明相对于表面电荷，即，电荷反转，过量的抗衡电荷，反射率和荧光的分析没有揭示过量的共离子（即，$\mathrm{Cl^{-}}$或$\mathrm{I}^{-}$）。
2009-01-16 cond-mat.soft
Ion Hydration and Associated Defects in Hydrogen Bond Network of Water: Observation of Reorientationally Slow Water Molecules Beyond First Hydration Shell in Aqueous Solutions of MgCl$_2$
通过经典的分子动力学模拟，使用两个众所周知的非极化水模型的离子的存在下，在中等到高浓度，对水分子的动力学性质的影响进行了研究。模拟结果表明，氯化镁（MgCl $_2$）的存在下诱导扰动的氢键网络的水，导致形成散装状域与\textquoteleft缺陷网站\textquoteright-在这样的域的边界上：在这样的缺陷网站的水分子具有比那些在散装水的氢键数量较少。计算了不同离子浓度下缺陷水分子偶极矢量的重取向自相关函数，并与纯水体系进行了比较。早期的实验和模拟研究表明，在许多溶解离子的第一水化壳层中，水分子的重取向动力学存在显着差异。这项研究的结果表明，缺陷水分子，这是超出了第一水合壳的离子，也经历了显着放缓的重定向时间作为浓度的函数的情况下，氯化镁$_2$。然而，向水中加入氯化铯（CsCl）即使在较高浓度下也不会显著干扰水的氢键网络。MgCl $_2$和CsCl之间的这种行为差异与众所周知的Hofmeister系列一致。
2014-12-18 cond-mat.soft
Ion size effects at ionic exclusion from dielectric interfaces and slit nanopores
先前开发的场论模型[R. D. Coalson等人，J.Chem.Phys.102，4584（1995）]，其在相同的基础上处理核碰撞和库仑相互作用，以理解离子尺寸对中性和带电粒子在平面界面处的分配的影响以及狭缝纳米孔的离子选择性。我们引入了一个变分方案，可以超越平均场（MF）制度，并以一致的方式耦合孔改性的核心相互作用，空间位阻效应，静电溶剂化和图像电荷力，和表面电荷诱导的静电势。我们表明，在稀释的限制，MF和变分理论符合MC模拟结果，在最近的RPA方法相比。研究了带电汤川粒子在中性介质界面（如空气-水或蛋白质-水界面）的分配。它示出，作为一个结果的核心碰撞之间的竞争，推动离子的表面，排斥溶剂化和图像的力量，排除他们从接口，浓度峰值的有限大小的离子集在接近的电介质界面。我们还表征了中性狭缝纳米孔的离子选择性的离子尺寸所发挥的作用。我们发现，复杂的相互作用之间的静电力，排除体积效应引起的核心碰撞和空间效应导致一个意想不到的逆转，在不同孔径的孔的离子选择性：而大孔表现出更高的电导率为大离子，窄孔排除大离子比小的更有效。
2011-06-02 cond-mat.soft
Impedance spectroscopy of ions at liquid-liquid interfaces
提取两种不混溶液体之间的界面的性质的可能性，例如，在动态密度泛函理论（相当于Nernst-Planck-Poisson理论）范围内，通过阻抗谱的方法对电解质溶液或多层膜的阻抗谱进行了理论研究。提出了一种新的方法的基础上的两步拟合过程的等效电路的阻抗谱，它允许唯一地分离体和界面元素。此外，所提出的方法避免了过拟合的两种液体的接触和欠拟合的界面特性的本体特性，因为它们可能会发生标准的一步程序。的关键思想是，以确定在第一步中的等效电路的大块元素，通过拟合相应的子电路的光谱均匀的电解质溶液，然后拟合完整的等效电路与固定的大块元素的阻抗谱包含接口。这种方法的例子是一个等效电路，导致一个物理直观的定性行为，以及定量的界面元素的现实价值。所提出的方法是强大的，使它可以预期适用于广泛的一类系统的液-液界面。
2013-11-06 cond-mat.soft physics.chem-ph
Ions in mixed dielectric solvents: density profiles and osmotic pressure between charged interfaces
带电大分子之间的力，通常以渗透压的形式给出，受到中间离子溶液的高度影响。虽然在大多数理论研究中的解决方案被视为一个均匀的无结构的介电介质，最近的实验研究得出结论，对于由两种溶剂（二元混合物），带电的大分子之间的渗透压的洗澡溶液的二元溶剂组合物的影响。通过添加本地溶剂组合物项的自由能，我们得到了一个一般的表达式的渗透压，在平面几何形状和平均场框架内。增加的效果是由于渗透性的不均匀性和非静电离子和溶剂之间的短程相互作用（优先溶剂化）。这种效应在小距离处最明显，并导致1- 2nm量级的大分子分离的渗透压降低。此外，它导致从带电的大分子（建模为平面界面）的两种溶剂之一的耗尽。最后，通过理论计算与实验结果的比较，提出了一种基于优先溶剂化作用的DNA溶液渗透压实验解释。
2009-04-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Dipolar Poisson-Boltzmann Approach to Ionic Solutions: A Mean Field and Loop Expansion Analysis
我们研究了离子水溶液介电响应随离子强度的变化。盐对介电常数的影响是通过离子与偶极水分子之间的耦合来实现的。在平均场水平上，我们考虑了粒子的任何内部电荷分布。偶极自由度被添加到离子自由度，并导致泊松-玻尔兹曼（PB）方程的推广，称为偶极PB（DPB）。通过研究定点离子周围的DPB方程，得到了介电常数的封闭式公式。我们使用表征离子周围偶极子的水合壳的“水合长度”来表达介电常数，从而表达介电衰减的强度。DPB方程，然后检查三个额外的情况下：溶剂的混合物，极化介质和离子的有限大小。采用场论方法，我们扩大吉布斯自由能的一阶环展开和计算自洽的介电常数。对于纯水，偶极波动代表了一个重要的修正的平均场值和良好的协议与水的介电常数。对于离子溶液，我们预测分析依赖于离子强度在一个非线性的方式介电衰减。我们的预测很好地适合了大范围的浓度不同的盐，只使用一个适合的参数有关的离子和偶极子的大小。在低盐度下，介电常数与盐浓度呈线性关系，当离子强度大于1 μ M时，介电常数与盐浓度的线性关系有明显的偏离，这与实验结果一致。
2013-08-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Effect of pH, surface charge and counter-ions on the adsorption of sodium dodecyl sulfate to the sapphire/solution interface
十二烷基硫酸钠，SDS和蓝宝石表面之间的离子相互作用的作用进行了研究，使用镜面中子反射，以确定吸附的表面活性剂层的结构和组成。将溶液的pH从3增加到9通过逆转氧化铝的电荷来减少吸附。这发生在R-平面（1 - 1 0 2）的pH低于C-平面（0 0 0 1）的pH，对应于不同的零电荷点。最大的表面过量为约6.5 μ mol m-2，吸附层的厚度为约24埃，并且它包含大约20%的水。表面活性剂分子的烃尾明显地相互渗透，而不是形成有序的双层。当表面活性剂处于各自的临界胶束浓度时，该结构在纯水或0.1 M NaCl中是相似的。十二烷基硫酸锂和十二烷基硫酸铯的结构不同。CsDS形成致密层，几乎没有或没有水合作用，表面过量约为10.5 μ mol m-2。金属阳离子强烈影响吸附的表面活性剂的水合作用。观察到了吸附层结构的“扁平胶束”的全貌
2012-05-01 cond-mat.soft
Capacitance of the Double Layer Formed at the Metal/Ionic-Conductor Interface: How Large Can It Be?
在金属/离子导体界面处形成的双层的电容可以非常大，使得双层的表观宽度小至0.3 μ m。平均场论无法解释如此大的电容.我们提出了另一种理论的离子双层，它允许在金属中的图像电荷的离散离子的绑定。我们表明，在小电压的双电层的电容是有限的，仅由弱偶极-偶极排斥之间的绑定离子，因此是非常大的。在大电压下，来自电容器电极之一的束缚离子的耗尽触发电容崩溃到平均场值。
2010-03-29 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Soap Films Amplify the Air-Water Interface but Neither Produce Detectable H2O2 Nor Enhance Reduction of Gold Ions
King Abdullah University of Science and Technology（阿卜杜拉国王科技大学）
本研究通过多种技术验证，肥皂膜放大空气-水界面既不产生H2O2也不增强金离子还原，指出相关反应源于体相溶液化学，而非界面效应。
2026-10-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Toward Modeling the Structure of Electrolytes at Charged Mineral Interfaces using Classical Density Functional Theory
本研究构建了结合多种理论的经典密度泛函模型，可准确描述带电矿物界面的电解质结构，复现石墨烯、云母表面水结构并预测分离压特性。
2024-05-14 cond-mat.soft
Ion clustering in aqueous salt solutions near the liquid/vapor interface
采用分子动力学模拟研究了NaCl、KCl、NaI和KI水溶液中盐对液/气界面性质的影响。模拟使用的模型，其中包括电荷转移和极化效应。配对和形成较大的离子团簇发生在体和表面区域，具有降低的倾向，在界面附近形成较大的簇。对表面粗糙度的分析表明，氯化物盐靠近表面的倾向较小，其粗糙度小于纯水，而碘化物盐具有较大的表面亲和力，其粗糙度较大。这表明远离表面的离子和靠近表面的离子以相反的方式影响界面。
2016-03-23 cond-mat.soft physics.chem-ph
Molecular Simulation of Electrode-Solution Interfaces
许多关键的工业过程，从电力生产、转换和储存到电催化或一般的电化学，依赖于在金属电极和电解质溶液之间的界面处发生的物理机制，由双电层的概念概括，其中电子在金属侧上和离子在液体侧上的积累/耗尽。虽然静电相互作用对电极-电解质界面的结构、热力学、动力学和反应性起着至关重要的作用，但这些性质也关键地取决于离子和溶剂的性质以及金属本身的性质。这样的界面对建模提出了许多挑战，因为它们是量子化学与统计物理学相遇的地方。在本综述中，我们探讨了最近的进展与经典分子模拟的电极-电解质界面的描述和理解，重点是平面界面和溶剂型液体，从纯溶剂到水在盐电解质。
2020-08-27 cond-mat.soft physics.chem-ph physics.comp-ph
Heavy Anionic Complex Creates a Unique Water Structure at a Soft Charged Interface
离子水合和界面水在从生物到工业系统的许多现象中起着至关重要的作用。虽然生物相关的（大多是较小的）离子已被广泛研究，在这方面，很少有实验数据存在的分子尺度行为的重离子和它们的复合物在界面上，特别是在技术上重要的条件下。它最近已被证明，PtCl 62-络合物吸附在带正电的界面在一个两步的过程中，不能适应众所周知的经验趋势，如霍夫迈斯特系列。在这里，结合振动和频产生和分子动力学研究表明，一个独特的界面水结构连接到这个奇特的吸附行为。一种新的子系综分析的MD模拟结果表明，吸附后，PtCl 62-配合物部分保留其第一和第二水合球，它是可能的，以确定三种不同类型的水分子周围的基础上，他们的取向结构和氢键强度。这些结果具有重要的影响，有关界面水结构和水化焓的一般理解特定的离子效应。这反过来又影响了跨液体界面的重金属离子分布和液体界面内的反应的解释。
2018-12-29 cond-mat.soft
Fluctuation-induced ionic friction at solid-electrolyte interfaces
Laboratoire de Physique de l’École Normale Supérieure, ENS, Université PSL, CNRS, Sorbonne Université, Université Paris Cité（巴黎高等师范学院物理实验室）；Hamburg University of Technology, TUHH（汉堡工业大学）；Institute of Science and Technology Austria (ISTA)（奥地利科学与技术研究所）；École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)（洛桑联邦理工学院）
本文通过分子动力学模拟与理论建模，研究了固体内部涨落对固体-电解质界面输运的影响，发现离子增强电解质动力学响应并产生多体效应主导的离子摩擦，且高频分子模式具有离子特异性，为脱盐、过滤和能量转换中的离子分离提供可能途径。
2026-10-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dynamics and energetics of ion adsorption at the interface between a pure ionic liquid and carbon electrodes
本文提出一种分析离子轨迹的新方法，研究纯离子液体在碳电极上的吸附动力学，揭示离子重取向过程及库仑力与范德华力在不同距离下的主导作用，并解释了电极表面附近离子密度峰值的成因。
2024-02-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Structure and phase transitions into ionic adsorption layers on liquid interfaces
通过适当的热力学处理的表面活性剂离子之间的静电和非静电相互作用，以及热力学非局部性的影响的离子吸附层的结构进行了研究。分析也适用于相变到离子吸附层，进一步干扰的双电层和流体动力学稳定性的压缩波在薄的液体膜中的扩散-扩散结构。
2014-10-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Profiles of electrostatic potential across the water-vapor, ice-vapor and ice-water interfaces
采用SPC/E水分子模型对冰水、水汽界面和冰面进行了分子动力学模拟，目的是估算界面上的静电势分布。提出了一种基于试验粒子的静电势剖面计算方法，该方法与另一种方法计算的TIP 4P模型水汽界面静电势剖面吻合较好。测量的纯冰-水界面的静电势的轮廓朝向液体本体区域减小，这与Li $^{+}$和F $^{-}$溶质离子在冰-水界面的液体侧的优先运动方向的模拟一致。这些结果进行了讨论与Workman-Reynolds效应。
2016-03-07 cond-mat.soft
Hidden long-range correlations in the ion distribution at the graphite / [bmim][NTf$_2$] electrified interface
Institut für Physik, Johannes Gutenberg-Universität Mainz（美因茨约翰内斯·古腾堡大学物理研究所）；Max Planck Institute for Polymer Research（马克斯·普朗克聚合物研究所）
研究揭示了石墨/[bmim][NTf$_2$]界面处离子分布的隐藏长程相关性，通过中性离子对的有序排列影响电场分布和光谱特性。
2026-01-14 cond-mat.soft physics.chem-ph
Electrotunable friction with ionic liquid lubricants: how important is the molecular structure of the ions?
利用非平衡分子动力学模拟和离子液体的粗粒模型，研究了离子的形状和分子内电荷分布对离子液体纳米薄膜电调摩擦的影响.我们表明，电场引起显着的结构变化的膜，导致戏剧性的修改的摩擦力。本工作与以前的研究使用不同的模型的离子液体的比较表明，这里提出的现象适用于广泛的离子液体。特别是，电场诱导的滑移平面从固液界面的内部的膜和摩擦力的非单调变化的移动是离子润滑剂在强约束下的共同特征。我们还表明，离子的分子结构中起着重要的作用，在确定的电致伸缩和电溶胀的限制膜，因此显示的重要性，离子特定的电调谐摩擦的影响。
2015-08-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Dielectric Enhancement from Non-Insulating Particles with Ideally Polarized Interfaces and Zero $ζ$-Potential I: Exact Solution
我们精确地解决了半径$a$的非绝缘球悬浮在对称的，单价电解质溶液中的介电响应，理想的极化界面，但没有显着的$ζ$ -电位。然后，我们使用这个解决方案，推导出这样的球体，体积分数$f\ll1$，在麦克斯韦-加内特有效介质近似的稀释随机悬浮液的介电响应。令人惊讶的是，我们发现了一个巨大的介电增强在这个裸的基本模型的固体在电解质溶液中的介电响应：在低频$ωτ_D \ll (λ/a) / (σ_w / σ_s+1/2)$，混合物的有效介电常数的实部是$1-(3f/2)+(9f/4)(a/λ)$。这里，$σ_{w/s}$是电解质溶液/固体的电导率，$λ$是溶液中的德拜屏蔽长度，$τ_D=λ^2/D$是扩散的标准时标，$D$是离子扩散系数。由于即使对于稀电解质溶液，甚至对于亚毫米球体和低体积分数$f=0.05$，$λ$也是纳米级的，因此巨大的几何因子$a/λ$意味着超过$f=0.05$-倍的增强。此外，我们表明，这种增强产生了显着的低频（$ωτ_D\ll1$）相移$\tanθ= \mathrm{Re}~ ε(ω) / \mathrm{Im} ~ε(ω)$在一个简单的阻抗测量的混合物，这通常是可以忽略不计的纯电解质溶液。相移在$ω_{\mathrm{max}}=(2D/λa)/(2σ_w/σ_s+1)$处具有尺度不变的最大值$\tanθ_{\mathrm{max}}=(9/4)f/(2σ_w/σ…
2016-10-23 cond-mat.other cond-mat.soft physics.class-ph
Electric-Double-Layer-Modulation Microscopy
双电层（EDL）周围形成的带电纳米结构在液-固界面决定了它们的电化学活性，并影响它们的电和光的极化率。我们的实验表明，重组的EDL在纳米级可以检测到暗场散射显微镜。散射信号的时间和空间表征表明，动电位光学对比度与界面处的可极化离子的累积电荷成正比，其时间导数代表纳米级离子电流。在我们的工作中使用的材料特异性的EDL形成作为一个无标记的对比机制，以图像的纳米结构和执行空间分辨的循环伏安离子电流密度的几个阿安培，对应于只有几百个离子的交换。
2020-04-09 cond-mat.soft physics.chem-ph physics.optics
