Stabilizing $α-$helicity of polypeptide in aqueous urea: Dipole orientation or hydrogen bonding?
尿素由于其通过尿素残基优先结合而破坏第一溶剂化壳的强烈倾向而使蛋白质变性。然而，即使经过广泛的实验和计算研究，尿素对二级结构稳定性的影响仍然难以捉摸。例如，与通常的理解相反，实验研究已经表明，特定的多肽，如聚丙氨酸或富含丙氨酸的系统，甚至可以显示出在尿素水溶液中形成二级结构的改善的趋势。我们调查这个看似违反直觉的行为，使用超过15个$μ$ s长的全原子模拟。这些结果表明，如何在本地化的偶极取向和氢键之间的微妙的平衡支配多肽在尿素水溶液中的溶剂化。我们的工作建立了一个结构-性质的关系，突出了微观偶极-偶极取向/相互作用的重要性，宏观蛋白质溶剂化的操作理解。
2022-12-01 cond-mat.soft
Precipitation in aqueous mixtures with addition of strongly hydrophilic or hydrophobic solute
我们研究相分离的水溶液中的混合物，由于优先溶剂化与低密度溶质（亲水性离子或疏水性颗粒）。对于亲水性离子，优先溶剂化可以稳定富含离子的水域。这种沉淀发生在温度和平均组成的宽范围内，高于临界溶质密度$n_p$，其中混合物溶剂将处于没有溶质的单相状态。当平均溶质密度$\bar n$降低到$n_p$或当相互作用参数$χ$降低到临界值$χ_p$时，析出畴的体积分数趋于零。如果我们从具有${\bar n}>n_p$或$χ>χ_p$的单相状态开始，沉淀通过均匀成核或通过非均匀成核进行，例如，在悬浮的胶体周围。在后一种情况下，胶体颗粒被厚的润湿层包裹。我们还预测了一个一阶预湿转变为$\bar n$或$χ$略低于$n_p$或$χ_p$。
2010-10-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Solvation of Nonionic Poly(Ethylene Oxide) Surfactant Brij 35 in Organic and Aqueous-Organic Solvents
假设：通过将实验小角和广角X射线散射（SWAXS）方法与分子动力学模拟和理论“补充系统方法”相结合，可以获得关于分子内和分子间结构以及表面活性剂在有机和混合溶剂中的溶剂化和水合的动力学的详细信息，例如，非离子表面活性剂Brij 35（C12 E23）在醇类和含水富醇三元体系中的作用。这第一个应用程序的补充系统的方法，表面活性剂系统将促进使用这种强大的方法，是基于实验和计算的SWAXS数据在胶体系统的研究。通过应用高性能的计算系统，这种方法是很容易在胶体域的研究。实验：在25 °C下对二元Brij 35/醇和三元Brij 35/水/醇体系进行SWAXS实验和MD模拟，其中乙醇、正丁醇和正己醇作为有机溶剂组分。调查结果：我们证实了溶剂化Brij 35单体在所研究的有机介质中的存在，揭示了它们的优先水合作用，并讨论了它们在分子内和分子间水平上的结构和动力学特征。发现了各向异性的有效表面活性剂分子构象，解释了有机溶剂的疏水性对表面活性剂分子水合现象的影响。
2021-03-25 cond-mat.soft
Precipitation of water from aqueous mixtures with addition of hydrophilic ions
我们研究在固定量的亲水性单价离子的水溶液混合物中的相分离。当水是少数组分时，优先溶剂化可以稳定富含离子的水域。这种离子诱导的沉淀发生在宽的温度和平均组成范围内，其中溶剂将处于没有离子的单相状态。当相互作用参数$χ$（取决于温度）向每个平均组成的临界值降低时，这种水区域的体积分数降低到零。
2010-01-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Elucidating the mechanism of reactive uptake of N$_2$O$_5$ in aqueous aerosol
通过N $_2$ O $_5$的反应性吸收进入含水气溶胶，几乎三分之一的氮氧化物从大气中被去除。反应性摄取的主要步骤是N $_2$ O $_5$的快速水解，尽管进行了大量研究，但该过程的机制和速率尚不清楚。在这里，我们使用基于机器学习的反应性多体势和重要性抽样分子动力学模拟的方法来研究N $_2$ O $_5$的溶剂化和随后的水解。我们发现，水解到硝酸通过协调波动的分子内电荷分离和溶剂化，其特征速率为4.1 ns $^{-1}$，数量级快于传统的假设。这种大的速率使人们对反应性吸收的标准模型提出了质疑，该模型设想了气体和本体溶液之间的局部平衡。我们提出了一个替代模型的基础上，界面反应，可以解释现有的实验观察，并证实了明确的模拟。
2020-05-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
$\mathcal {C}-$IBI: Targeting cumulative coordination within an iterative protocol to derive coarse-grained models of (multi-component) complex fluids
本文提出$\mathcal{C}-$IBI粗粒化方法，在类IBI迭代协议中以两体累积配位数为目标，可同时保持溶液结构并再现多元含水混合物溶剂化热力学，且收敛更快。
2016-06-19 cond-mat.soft
Reversible Pore Gating in Aqueous Mixtures via External Potential
我们研究理论上多孔膜在含水混合物。我们发现，大的膜孔可以可逆地门控从“关”（共溶剂丰富，离子和其他溶质的不良导体）到“开”（水丰富，良好的导体）状态的外部电位。用于切换的转变电压或电荷取决于膜的亲水性/疏水性、盐含量、盐离子的优先溶剂化和温度。这些参数还确定填充过渡是突然的还是渐进的。
2016-05-30 cond-mat.soft
Mediation of Long-Range Attraction Selectively between Negatively-Charged Colloids on Surfaces by Solvation
我们提出了一个平均场分析模型来解释所观察到的不对称性的能力，形成远程吸引力的带负电荷的胶体粒子，而不是他们的等价带电的正对应物。我们推测，这种不对称性是由于溶剂化效应，我们现象学捕捉它的物理考虑这种水引起的短程排斥不同的电荷物种之间的相对强度。然后，我们将我们的模型的胶体系统的带负电荷的磁盘被中和的抗衡离子的海洋和强烈吸收的界面在一个可压缩的二元系统。我们证明了作为密度和相互作用强度的函数的稀释的各向同性离子相和凝聚的六方晶格相之间的共存。
2007-08-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Solvation effects and contact angle saturation in electrowetting
研究了纳米液滴在电解质溶液中的电润湿行为。我们报告了一种新的方法来控制变形的程度和最小可达到的接触角通过改变两种溶剂之间的溶剂化强度的差异，这决定了离子浓度的比例。这意味着通常观察到的接触角随施加的电场的饱和可以通过增加溶剂化能差来抑制，这一发现对于微流体和纳米流体具有实际意义。饱和被追踪为由离子从液滴转移到周围介质引起。此外，我们推导出一个表达式，基于电动力学方程，在没有外部电场的情况下，液滴的接触角对离子浓度和溶剂化电位的强度的依赖性。
2018-05-04 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Replica RISM molecular solvation theory for electric double layer in nanoporous materials
本文提出Replica RISM-KH-VM分子溶剂化理论，用于预测和解释纳米孔材料中电解质溶液的结构、热力学与电化学，并揭示了双电层电势降、渗透压项和溶剂化化学势对纳米孔系统机制的共同主导作用。
2025-06-25 cond-mat.soft
Solvation Effects in Phase Transitions in Soft Matter
极性二元混合物中的相变甚至可以通过少量的盐而显著改变。这是因为优先溶剂化强烈依赖于环境组成。结合我们在这一问题上的研究总结，我们提出了一些详细的结果，由亲水性和疏水性离子组成的拮抗盐的作用。这些离子倾向于在液-液界面处分离，并选择性地耦合到富水和富油组成波动，导致中间相形成。在我们的二维模拟中，根据相互作用参数（或温度）和盐密度，可以停止或减缓畴结构的腐蚀。我们实现了条纹图案在临界组成和液滴图案在非临界组成。在后一种情况下，带电液滴出现相当大的尺寸分散在一个封闭的区域。我们还给出了离子之间的结构因子，占库仑相互作用和溶剂化的组成波动介导的相互作用。
2010-11-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Charged colloids in an aqueous mixture with a salt
我们计算了胶体颗粒周围的离子和成分分布在水溶液中的混合物，占优先吸附，静电相互作用，离子和极性分子之间的选择性溶剂化，和成分依赖的电离。在胶体表面，我们预测的沉淀过渡诱导的强烈偏好的亲水性离子的水和弱和强的吸附和电离之间的预润湿过渡。这些过渡线在相互作用参数χ（或温度）和平均溶剂组成的平面中远离溶剂共存曲线延伸。表面上的这些相变极大地改变了胶体相互作用。特别是，在沉淀线上方形成的润湿层桥接时，相互作用被放大得多。根据平均溶剂组成，这种润湿层可以完全或部分覆盖胶体表面。
2011-10-20 cond-mat.soft
Rough interfaces, accurate predictions: The necessity of capillary modes in a minimal model of nanoscale hydrophobic solvation
疏水效应的现代理论突出了其对长度尺度的依赖，特别强调了在相当大的疏水体附近出现的界面的重要性。我们最近表明，忠实地处理这样的纳米界面需要仔细注意毛细波的统计，与溶剂化热力学的计算显着的定量影响。在这里，我们展示了一个粗粒度的晶格模型，在钱德勒和同事们开创的精神，当被告知这种理解，可以捕捉到广泛的疏水行为与惊人的准确性。具体来说，我们计算的概率分布微观密度波动同意非常好的原子模拟的结果，甚至许多标准偏差的平均值，甚至在高度异质性的环境中的探测体积。这种精度是在不调整自由参数的情况下实现的，因为该模型完全由液态水的众所周知的性质指定。作为说明性的例子，它的效用，我们的特点的自由能分布的溶质穿过空气-水界面，并计算扩展的纳米级表面之间的空间疏散的热力学成本。总之，这些计算表明，一个高度简化的水溶剂化模型可以作为有效的多尺度模型的基础，由疏水和界面力驱动的空间组织。
2015-10-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Structure and energetics of solvated ferrous and ferric ions: Car-Parrinello molecular dynamics in the DFT+U formalism
我们实现了一个旋转不变的哈伯德U扩展的密度泛函理论的Car-Parrinello分子动力学框架，使DFT+U方法的精度有限温度模拟的目标，特别是对于液体或固体含有过渡金属离子。首先，我们研究了Hubbard U对六水合亚铁离子和三价铁离子的静力平衡结构的影响，以及六水合亚铁离子和三价铁离子之间电子转移反应的内球重组能。结果表明，六水合亚铁离子的铁氧键间距增加，使铁氧键的重组能增加。其次，我们进行了第一性原理分子动力学研究的两个水溶液的亚铁和三价铁离子的溶剂化结构。Hubbard项被发现改变Fe-O径向分布函数的亚铁离子，而具有一个可以忽略不计的影响，在水溶液中的铁离子。此外，Fe和氧原子之间的第一溶剂化壳层的振动频率被证明是不受哈伯德修正的亚铁和三价铁离子。
2007-01-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Microphase separation in neutral homopolymer blends induced by salt-doping
聚合物体系中的微相分离提供了一种自下而上的策略来制造纳米结构。据报道发生微相分离的聚合物通常包括嵌段共聚物或聚电解质。中性均聚物，这是比较容易合成，被认为是不能微相分离。在这里，使用一个极小模型，占离子溶剂化，我们表明，微相分离是可能的中性均聚物共混物具有足够的介电对比度，在微量的盐掺杂。微相分离的驱动力是选择性的离子溶剂化，这将更小的离子在域具有较高的介电常数，和局部电荷中性的倾向，以减少静电能之间的竞争。折衷的办法是使微相分离和离子选择性溶剂化的出现长度。影响这种竞争的因素进行了探讨，包括离子溶剂化半径，介电对比度，和聚合物分数，这指向观察这种行为的实验方向。这些研究结果表明，低成本和简便的替代品，以产生微相分离，可利用先进的材料设计和制备。
2022-09-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A Systematic Study of Chloride Ion Solvation in Water using van der Waals Inclusive Hybrid Density Functional Theory
本文采用基于密度泛函理论的\textit{ab initio}分子动力学（AIMD）方法研究了氯离子水溶液的溶剂化和电子结构。从径向分布函数，配位数和溶剂化结构的分析，我们发现，精确交换（$E_{\rm xx}$）和非本地范德华（vdW）相互作用有效地\textit{weaken}之间的相互作用的Cl $^-$离子和第一溶剂化壳。随着Cl-O配位数与实验非常吻合，我们发现，大多数配置产生的vdw-包容性的混合DFT表现出6倍协调扭曲的三棱柱结构，这是一个显着无序的第一溶剂化壳层。通过对不同DFT势的AIMD模拟生成的配置进行一系列能带结构计算，我们发现溶剂化离子轨道能级（与液态水的能带结构不同）强烈依赖于底层分子结构。此外，这些轨道的能级也显着影响的DFT功能的电子结构，作为分数的$E_{\rm xx}$的增加，之间的间隙的最高占据的分子轨道的Cl $^-$和价带最大值的液体水稳定地增加向实验值。
2015-03-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other cond-mat.soft
Quadrupolar $^{23}$Na$^{+}$ NMR Relaxation as a Probe of Subpicosecond Collective Dynamics in Aqueous Electrolyte Solutions
核磁共振弛豫法是一种提取动态信息的有力工具。然而，对于通过四极机制弛豫的许多离子，获得与分子运动的联系是具有挑战性的，所述四极机制由电场梯度波动介导并且缺乏详细的微观描述。对于钠离子在电解质水溶液中，我们结合从头算计算来解释电子云效应与经典的分子动力学采样长时间的波动，并获得在宽的浓度和温度范围内与实验吻合良好的弛豫速率。我们证明，四极核弛豫对以前基于水重新取向或团簇旋转的模型未捕获的亚皮秒动力学敏感。虽然离子影响整体的水阻滞，实验趋势主要是解释动力学的前两个溶剂化壳钠，其中主要含有水。因此，这项工作铺平了道路，定量了解电解质和生物电解质系统中的四极松弛。
2022-12-26 cond-mat.soft physics.chem-ph
Anomalous interfacial dynamics of single proton charges in binary aqueous solutions
了解固体表面和液体之间的电荷交换动力学是各种情况的基础，从纳米过滤到催化和电化学。电荷转移最终由物理化学过程（表面基团解离、离子吸附等）决定。发生在固体和液体之间的界面处的几层分子中。不幸的是，这些过程在很大程度上仍然未知，由于在探测界面电荷动力学具有足够高的空间和时间分辨率的实验挑战。在这里，我们解决在单电荷规模，在hBN晶体和二元混合物的水和有机两亲性溶剂（如酒精）之间的界面处的质子电荷的动态，证明了一个戏剧性的影响，溶剂化的界面动力学。我们的观察依赖于应用光谱单分子定位显微镜（sSMLM）的两种类型的光学活性缺陷在hBN表面，作为内在的光学标记的表面质子化和非极性的烷基基团的有机溶剂的相互作用。我们使用sSMLM揭示界面质子电荷传输作为可滴定的表面缺陷之间的连续跳跃，介导的溶剂化质子电荷沿固/液界面的传输。通过改变二元混合物中水的相对浓度，我们证明了一个非平凡的影响界面质子电荷动力学，导致在中间水浓度的质子电荷的固体表面的亲和力增加，伴随着增加的表面扩散。这些测量证实了溶剂化对界面质子电荷传输的强大作用，并建立了单分子定位技术的潜力，以探测在固/液界面的广泛的动态过程。
2021-01-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Thermodynamics of Ion Solvation and Differential Adsorption at Liquid-Liquid Interfaces and Membranes
本文建立了不互溶极性二元混合物中离子溶剂化热力学的平均场公式。假设一个平衡平面界面分隔两个不同介电常数的半无限区域，我们研究了离子在界面上的微分吸附静电现象。使用一般的热力学考虑，我们构造的平均场$Ω$ -势，并证明了自发形成的双电层周围的接口必然遵循。在我们的框架中，我们还可以将两个相中的体离子密度和跨界面的分布电势与离子极化的基本玻恩自由能相关联。我们进一步在电荷极性为中性、负或正的完全渗透膜的相应实例中说明了这种选择性离子吸附现象。
2007-10-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Poisson-Fermi Modeling of Ion Activities in Aqueous Single and Mixed Electrolyte Solutions at Variable Temperature
数以万计的经验参数的组合爆炸对扩展的Debye-Hückel模型计算化学中最重要的盐的水溶液混合物的活度系数提出了巨大的挑战。参数的爆炸起源于德拜-休克尔理论的唯象扩展，该理论没有考虑离子和水的空间效应和相关效应。相比之下，近年来发展起来的泊松-费米理论将离子和水分子视为具有间隙空隙的任何尺寸的非均匀硬球，并包括离子-水和离子-离子相关性。我们提出了一个Poisson-Fermi模型和数值计算方法，用于计算在大范围的盐浓度和温度下具有任意数量的离子物种的电解质溶液的单个或平均活度系数。对于每一条活度-浓度曲线，我们证明了泊松-费米模型最多只需要三个不变的参数就能很好地拟合相应的实验数据。这三个参数是与玻恩半径的溶剂化能量的离子在电解质溶液中，盐浓度的变化在一个高度非线性的方式。
2017-12-23 cond-mat.soft physics.chem-ph physics.comp-ph
A statistical theory of coil-to-globule-to-coil transition of a polymer chain in the mixture of good solvents
本文提出了一个在混合溶剂介质中高分子单链的非格点统计模型。本文在自洽场论中考虑了高分子构象熵、高分子骨架附近溶剂组成的重整化、普遍的分子间排斥体积和范德华相互作用等因素，描述了重入的线团-球-线团转变（共不溶）。为方便起见，我们将系统体积分为两部分：聚合物链占据的体积和本体溶液的体积。考虑到两个子体积之间的平衡，得到了聚合物溶剂化自由能与聚合物内体积内共溶剂的摩尔分数和回转半径的关系。最小化溶剂化的自由能相对于它的参数，我们显示了两个quultimate不同的制度的共同nonsolvency。也就是说，在足够高的温度下，再入线圈到球到线圈的转变顺利进行。相反，当温度下降到某一阈值以下时，在一级相变的范围内发生线圈-小球转变，即，聚合物主链附近的回转半径和局部共溶剂摩尔分数的不连续变化。结果表明，当高分子链发生塌缩时，熵和焓对小球溶剂化自由能的贡献显著增大。从统计热力学第一性原理出发，通过分子动力学模拟结果证实了先前的推测，即共不溶本质上是由熵熵补偿引起的熵效应。我们表明，由于聚合物链的溶剂化的溶液热容的变化的温度依赖性与PNIPAM在甲醇水溶液中的差示扫描量热法数据定性一致。
2016-06-08 cond-mat.soft
The interaction between colloids in polar mixtures above Tc
本文计算了在临界温度附近或之上的含盐混合水溶液中两种胶体之间的相互作用势。我们发现，由于在胶体表面的优先溶剂吸附和优先离子溶剂化的组合，吸引相互作用远离共存曲线。我们表明，离子特异性相互作用强烈依赖于盐的加入量以及混合物的组成。我们的结果与最近的实验结果是一致的。对于亲水性阴离子和疏水性阳离子的高度拮抗性盐，预测在中间胶体间距离的排斥相互作用，即使单独的静电力和吸附力是有吸引力的。
2012-01-17 cond-mat.soft
Can solvents tie knots? Helical folds of biopolymers in liquid environments
本研究利用基于形态测量溶剂化方法的模拟，证明水环境本身可驱动柔性管状生物聚合物折叠为螺旋、双螺旋乃至反手结。
2025-06-16 cond-mat.soft math.GT
Effect of ions on confined near-critical binary aqueous mixture
近临界二元混合物中含有离子和两个带电和选择性表面之间的限制进行了研究扩展到包括静电相互作用的朗道-金兹伯格理论。电荷密度分布和有效的限制表面之间的相互作用的情况下，计算的溶剂组分之一的离子的化学偏好。在接近二元溶剂的共溶点时，离子的优先溶解性导致电荷密度分布相对于从Debye-Hückel理论获得的电荷密度分布的修改。因此，静电对带电表面之间的有效电势的贡献可以表现出吸引阱。我们的计算是基于有效的近似方案，如果一种溶剂的体积相关长度远大于德拜屏蔽长度;在这个临界状态下，电荷对溶剂浓度分布的影响是次显性的。这些条件在最近对作用于基底和浸入近临界水-二甲基吡啶混合物中的球形胶体颗粒之间的有效力的测量中得到满足[Nature V.451，172（2008）]。我们的分析结果与实验结果在定量上是一致的。
2012-02-27 cond-mat.soft
pH-Dependent Selective Protein Adsorption into Mesoporous Silica
溶菌酶，细胞色素c和肌红蛋白，类似大小的球状蛋白质，约1.5 nm的半径，到介孔二氧化硅材料圣巴巴拉无定形-15（SBA-15）与3.3 nm的平均孔径的吸附光度法研究了含有单一蛋白质类型的水溶液和二元蛋白质混合物。观察到绝对和相对吸附行为的明显变化作为溶液pH值的函数，从而孔壁和蛋白质电荷。的蛋白质表现出最强的结合低于其等电点pI，这表明带电的氨基酸残基和-OH基团的二氧化硅表面的介孔吸附过程中的静电相互作用的优势。此外，我们发现竞争性吸附的限制，管状孔几何形状的蛋白质类型，这表明有利于结合孔壁可以完全抑制吸附的物种具有较低的结合亲和力，即使后者会吸附相当不错，从一个单一的组分混合物缺乏强结合蛋白。我们建议，这种不同的物理化学行为，以及大的比表面积，从而吸附能力的介孔玻璃可以利用不同的pI的蛋白质的二元混合物的分离，通过调节水溶液的pH值。
2015-11-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Ion specificity of confined ion-water structuring and nanoscale surface forces in clays
离子特异性和相关的Hofmeister效应，普遍存在于含水系统中，可以在水合粘土中产生壮观的后果，其中离子特异性纳米级表面力可以决定土壤和沉积物的大规模内聚，溶胀和收缩行为。我们已经使用了半原子的计算方法和检查钠，钙和铝抗衡离子限制与水之间的带电表面的粘土材料的代表，表明离子水结构在纳米级的限制是在粘土颗粒之间的表面力的起源本质上是离子特定的。当带电表面强烈约束离子和水时，净压力的振幅和振荡自然地从静电和空间效应的相互作用中出现，这不能被现有的理论捕获。增加限制和表面电荷密度促进离子-水结构，其越来越偏离离子的本体水合壳，是强烈的各向异性和持久性的，并且自组织成优化的、几乎固体状的组件，其中几乎没有任何游离水留下。在这些条件下，由于水的介电屏蔽大大减少和高度组织化的水离子结构，带电表面之间可能存在强烈的吸引力相互作用。通过解开这些纳米级相互作用的离子特异性的性质，我们提供的证据表明，离子特定的溶剂化结构确定的限制是在粘土中的离子特异性的起源，并可能在更广泛的范围内的封闭的含水系统。
2022-04-04 cond-mat.soft physics.chem-ph
The Excess Proton at the Air-Water Interface: The Role of Instantaneous Liquid Interfaces
水表面pH值的大小仍然是水界面物理化学中一个有争议的话题。最近的理论研究表明，与本体\cite{baer2014toward}相比，质子很少或没有优先位于表面。使用从头算分子动力学模拟，我们重新审视的倾向，过量的质子的空气-水界面的瞬时液体界面的作用，特别关注。我们发现质子倾向于水的表面。质子周围增强的水结构导致存在平行于表面的质子线以及由欠协调拓扑缺陷水分子组成的疏水环境，这两者都为质子限制在表面创造了有利条件。结构化水层内的Grotthuss机制涉及协调一致和紧密间隔的逐步质子跳跃的混合物。质子在第一溶剂化层内靠近或沿着瞬时界面进行漂移。
2017-03-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Interfacial Layers between Ion and Water Detected by Terahertz Spectroscopy
本文利用太赫兹光谱与分子动力学模拟研究五种一价阳离子氯化物水溶液，发现离子周围形成界面层，且弱配位水密度按Cs>Rb>K>Na>Li顺序增强，揭示了一价阳离子的结构破坏倾向。
2023-06-01 cond-mat.soft physics.chem-ph
Designing an Optimal Ion Adsorber at the Nanoscale: The Unusual Nucleation of AgNP/Co$^{2+}$ -- Ni$^{2+}$ Binary Mixtures
从水中选择性去除重金属是一个复杂的课题。我们提出了一种理论计算方法，实验证据的支持下，设计一种功能化的纳米材料，能够选择性地捕获金属离子从水中的自组装过程。理论模型用于将Ag纳米颗粒和Co $^{2+}$或Ni $^{2+}$的实验混合物映射到添加剂高度不对称吸引的Lennard Jones二元混合物上。广泛的NVT（恒定数量的颗粒，体积和温度）蒙特卡罗模拟进行推导出一组参数，首先诱导两种物质在溶液中的聚集，然后影响聚集体的形态。因此，计算预测与实验结果进行了比较。所收集的见解可以用作预测新一代选择性纳米颗粒的最佳设计的指导方针，用于金属离子吸附，从而最大限度地捕获水溶液中的离子。
2019-08-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Giant mobility of surface-trapped ionic charges following liquid tribocharging
本研究通过静电映射技术揭示水滴在疏水表面滑动后沉积的界面电荷为离子，并发现其以低摩擦快速二维扩散，提出受离子溶剂化壳层界面摩擦限制的输运机制，对界面离子输运与润湿动力学有普遍意义。
2025-08-24 cond-mat.soft physics.chem-ph
How ions in solution can change the sign of the critical Casimir potential
我们表明，亲水性离子存在于一个封闭的，近临界的含水混合物可以导致类似的电荷表面之间的吸引力与相反的优先吸附的两个物种的混合物，即使相应的Casimir电位在不带电的系统是排斥性的。该预测与最近的实验[Nellen { \it{et al.} }，软物质{ \bf{80} }，061143（2011）]一致。我们还表明，带相反电荷的疏水表面可以相互排斥，虽然不带电的表面之间的卡西米尔电位与喜欢的优先吸附（选择性）是有吸引力的。当静电屏蔽长度大于相关长度，并且其中一个限制表面是强选择性和弱带电的，而另一个限制表面是弱选择性和强带电的时，这种行为是预期的。由于弱疏水表面附近的亲水性离子可以过度补偿疏水性的影响，从而使该表面成为亲水性表面，因此Casimir势可以改变符号。我们还预测一个更有吸引力的亲水性表面之间的相互作用和疏水性表面之间的相互作用更排斥的Casimir和Deby-Hückel电位的总和。我们的理论是从微观方法系统地推导出来的，并结合了Landau型理论和Debye-Hückel理论以及熵起源的额外贡献。
2013-08-14 cond-mat.soft
Dielectric permittivity of water confined in stacks of charged lipid layers: extracting profiles from molecular dynamics simulations using a modified Poisson-Boltzmann equation
Université Claude Bernard Lyon 1, CNRS, Institut Lumière Matière（里昂第一大学，法国国家科学研究中心，光物质研究所）；UPR 22/CNRS, Institut Charles Sadron, Université de Strasbourg（斯特拉斯堡大学，法国国家科学研究中心查尔斯·萨德龙研究所）
本文提出一种修改的泊松-玻尔方程模型，用于研究水在带电脂层堆叠中的介电极化率剖面，揭示脱水导致的膜间吸引现象。
2025-09-12 cond-mat.soft physics.chem-ph
