Physical origin underlying the entropy loss upon hydrophobic hydration
疏水效应(HE)通常与油和水在环境条件下的分层相关联,并且在确定生物分子组装体在水溶液中的结构和稳定性方面起主导作用。在分子尺度上,HE具有熵起源。据信,疏水颗粒通过减少可用于氢键合的构型空间的体积来诱导周围水中的有序性。在这里,我们用计算机模拟结果表明,这种传统的图片是不正确的。分析集体波动的水团簇,我们能够提供一个从根本上新的图片HE的基础上显着的多体相关性影响分子之间的氢键的切换。这些相关性出现作为一个非本地的补偿减少波动的本地静电场中存在的非极性溶质。
2012-02-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Temperature Dependence of the Hydrophobic Hydration and Interaction of Simple Solutes: An Examination of Five Popular Water Models
我们研究了五种不同的流行的刚性水模型(SPC,SPCE,TIP 3 P,TIP 4P和TIP 5 P),使用MD模拟,以研究非极性Lennard-Jones溶质的疏水水合和相互作用作为温度的函数之间的范围在$275 {K}$和$375 {K}$。对于所有研究的模型和状态点,我们计算了惰性气体和甲烷的过剩化学势。所有水模型都表现出太小的水合熵,但表现出明显的层次结构。TIP 3 P显示最差的协议与实验,而TIP 5 P是最接近的实验数据在较低的温度和SPCE是最接近的在较高的温度。受Hummer等人({ \em Chem.Phys.} 258,349-370(2000))表明,不同模型和真实水之间的差异可以基于恒定压力下的密度曲线来解释。此外,在环境条件下(TIP 5 P,SPCE和TIP 4P)的水结构的模型,给出了一个很好的代表性与实验数据比SPC和TIP 3 P显示出相当好的协议。通过一系列60 ns的模拟,我们直接计算了氙粒子间的疏水相互作用,发现缔合作用的温度依赖性与溶剂化熵的强度有关。尽管如此,模型之间的差异似乎需要一个更详细的分子图像。TIP 5 P模型显示了迄今为止最强的温度依赖性。建议的密度重新缩放也适用于氙-氙接触对配置,表明存在一个温度,疏水相互作用变成纯粹的排斥。预测的氙在真实水中的关联表明存在一个强烈的变化与温度。
2004-01-09 cond-mat.soft
Heat Capacity Effects Associated with the Hydrophobic Hydration and Interaction of Simple Solutes: A Detailed Structural and Energetical Analysis Based on MD Simulations
我们研究了SPCE和TIP 5 P水模型,以研究与氙粒子的疏水水合和相互作用相关的热容效应。我们采用Widom粒子插入技术计算氙的过剩化学势。溶剂化焓和过剩热容量从化学势的温度依赖性获得,或者直接通过埃瓦尔德求和以及基于反应场的方法获得。所有三种不同的方法都提供了一致的结果。反应场方法允许将各个组分的溶剂化热容量分离成溶质/溶剂和溶剂/溶剂部分,揭示溶剂/溶剂部分作为主要贡献。在不同间隔处围绕一对氙粒子的水分子的热容量的详细空间分析揭示,在两个氙原子之间的二等分平面中的水分子的热容量的增强是在去溶剂化势垒处观察到的热容量的最大值的原因,最近由Shimizu和Chan报道({ \em J. Am. Chem. Soc.},{ \bf 123},2083- 2084(2001))。在联合氙-氙水化壳的凹部中的水的热容量增大了约60%,这是随着温度的升高而增强的氢键和增强的氢键断裂的反作用的结果。两种模型在氙-氙接触状态下热容的差异归因于水模型体热容的不同,以及疏水颗粒引入的结构效应在空间上的不同延伸。讨论了联合氙-氙水化壳层中水的不同状态之间的相似性和拉伸水的性质。
2004-02-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Long-Range Interactions Dominate the Inverse-Temperature Dependence of Polypeptide Hydration Free Energies
直接,全原子计算的自由能水溶液的十丙氨酸结构-整体上包括骨干和侧链相互作用在一起-表明,有吸引力的相互作用和热膨胀的溶剂解释的逆温度签名,已被解释为有利于传统的疏水机制稳定的结构和功能的可溶性蛋白质。
2019-01-01 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.chem-ph
Understanding Hydrophobic Effects: Insights from Water Density Fluctuations
疏水溶质对水的厌恶驱动了材料科学、生物学等领域的各种相互作用和组装。在这里,我们回顾了理论,计算和实验的发展,支持当代理解的疏水效应。%我们讨论了如何在散装水的密度波动的理解可以揭示分子和宏观溶质的水合作用的根本差异,这些差异,反过来,解释了为什么疏水相互作用在温度升高时变得更强。我们还说明了表面疏水性的化学和地形图案的表面显示,这使得使用近似的方法来估计疏水性特别具有挑战性的敏感依赖。重要的是,复杂表面的疏水性,如那些蛋白质,显示纳米级的异质性,仍然可以使用界面水密度波动的特点;这样的表征也通知蛋白质区域介导它们的相互作用。最后,我们建立在疏水性水合的理解和表征疏水性的能力,告知上下文相关的热力学力,驱动疏水相互作用和去溶剂化障碍,阻碍他们。
2021-08-13 cond-mat.soft
The dependence of hydrophobic interactions on the solute size
基于我们最近对疏水效应的物理起源的研究,这是适用于调查的溶质尺寸的疏水相互作用的依赖性。当两种相同的疏水性溶质溶解于水中时,测定了水合自由能,并计算出临界半径(Rc)为3.2埃。以Rc为参考,溶解行为可分为初始和疏水溶剂化过程。这些可以通过对C60-C60富勒烯在水中和CH4-CH4分子在水中的分子动力学模拟来证明。在C60富勒烯与水的缔合过程中,随着C60富勒烯之间的分离度降低,疏水作用可分别分为H1w和H2s疏水过程。此外,可以推导出,最大化氢键提供了疏水溶质在水中缔合的驱动力。
2018-03-06 cond-mat.soft physics.chem-ph
A water structure indicator suitable for generic contexts: two-liquid behavior at hydration and nanoconfinement conditions and a molecular approach to hydrophobicity and wetting
本研究提出一种适用于水合、纳米限域等通用场景的新型水结构指数,揭示水的双液行为分子机制,可准确度量疏水性、预测润湿转变,为生物物理与材料科学领域研究水的作用提供新工具。
2024-04-13 cond-mat.soft
Hydrophobic hydration driven self-assembly of Curcumin in water: Similarities to nucleation and growth under large metastability, and an analysis of water dynamics at heterogeneous surfaces
由于姜黄素的有益作用经常被报道限于其小浓度,我们进行了一项研究,通过改变单体的数量来发现姜黄素在水中的聚集特性。我们的分子动力学模拟结果表明,当我们改变姜黄素单体的数量从4到16单体的平衡结构总是一个显着的结构重排的聚集态。我们发现姜黄素单体以非常明确的模式形成簇,其中它们倾向于以苯环的平行和反平行取向聚集,这通常见于蛋白质中β-折叠的形成。随着系统大小从12个增加到16个姜黄素单体,观察到平行排列的群体有相当大的增强。由于大系统尺寸的这种平行排列的普遍性,形成具有最大数量的疏水接触的更紧密堆积的簇。我们还遵循集群增长的途径,特别是从最初的隔离到最终的聚集状态的过渡。我们发现存在一个亚稳态的结构中间体,涉及一些中等大小的集群分散在解决方案中。聚集过程与高度亚稳态下的成核和生长过程相似。最终的聚集形式保持稳定,从其隔离的疏水核中完全排除水。我们还调查了集群表面附近的水结构以及它们的取向。我们发现,水分子形成一个扭曲的四面体的几何形状在第一溶剂化层的簇,强烈的相互作用与亲水基团在姜黄素的表面。姜黄素簇表面附近的这种准结合水分子的动力学比本体慢得多,这表明在蛋白质水化层中经常发现的受限运动。
2014-06-20 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.chem-ph
(H, Li)Br and LiOH Solvation Bonding Dynamics: Molecular Nonbond Interactions and Solute Extraordinary Capabilities
我们解决了氢键从普通水的模式,其水合作用的声子刚度(振动频率偏移),波动的顺序(线宽),和数分数(声子丰度)后,通过溶剂化注入。
2018-09-03 cond-mat.soft physics.chem-ph
Cavity-ligand binding in a simple two-dimensional water model
在等温等压系综中,通过Monte Carlo计算机模拟,我们研究了疏水配体与各种曲率(平面,凸和凹)的疏水表面的相互作用。一个简单的水,疏水配体和表面的二维模型。研究了水分子限制在分子表面附近的水合/去汗现象。一个显着的去湿的疏水表面一起观察到接近表面的水分子的重新取向。形成氢键网络以容纳靠近表面以及超出第一水化壳的空腔。在具有大曲率的凹表面的情况下,效果最强烈地显著。该简化模型可进一步用于评价疏水配体对接的热力学指纹。
2016-03-07 cond-mat.soft
Effects of lengthscales and attractions on the collapse of hydrophobic polymers in water
我们目前的结果从广泛的分子动力学模拟的疏水聚合物在明确的水的崩溃过渡集中在理解的疏水表面的长度尺度和有吸引力的相互作用对折叠的影响。疏水聚合物显示抛物线,蛋白质样,温度依赖性的展开自由能。小的有吸引力的聚合物的折叠状态在300 K下是勉强稳定的,并且可以通过加热或冷却来展开。增加长度尺度或降低聚合物-水吸引力显著稳定折叠状态,前者由水合贡献主导。该水合作用贡献可以通过表面张力模型$ΔG=γ(T)ΔA$来描述,其中表面张力$γ$是长度尺度依赖性的并且随温度单调减小。所得到的水合熵随聚合物长度尺度的变化与Huang和Chandler(Proc.Natl. Acad.科学,97,8324-8327,2000),其解释了在蛋白质折叠热力学中观察到的熵收敛的模糊。水的结构分析表明,聚合物-水疏水界面是软的,弱去湿,其特征在于增强界面密度波动。这种界面的形成,诱导聚合物折叠,是强烈反对的焓和熵的青睐,类似于汽-液界面。
2007-01-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Hydration Free Energies of Linear Alkanes: Systematic Deviations in Common Water Models and Their Correction
本文通过自由能扰动法计算直链烷烃的水合自由能,发现常见水模型高估了水合自由能,通过重新参数化Lennard-Jones势能井深度修正了模拟结果,提升了与实验数据的一致性。
2026-05-08 cond-mat.soft
Modeling hydration water and its role in polymer folding
疏水效应是驱使蛋白质趋向其天然状态的主导力量,但其物理机制尚未被完全理解。我们介绍了一个完全可解模型的非极性分子在水中的溶剂化,这表明,当溶质存在时,水分子的允许配置的数量减少,足以引起疏水行为。我们将我们的模型应用于水溶液中的非极性均聚物,获得了“冷”和“暖”塌陷转变的明确证据,这些证据可以回忆起蛋白质。最后,我们展示了如何该模型可以适用于描述芳香族和极性分子的溶剂化。
2002-01-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Characterizing Hydration Properties Based on the Orientational Structure of Interfacial Water Molecules
在这篇手稿中,我们提出了一个通用的计算方法来表征从原子模拟采样的液态水界面的分子结构。该方法通过对界面水分子取向构型的统计分析,对界面结构进行了量化。该方法可用于生成非均质表面水化性质的位置相关图。我们提出了一个应用程序的表面疏水性的表征,我们用它来分析模拟的水合蛋白质。我们证明,这种方法能够揭示蛋白质水化壳的集体动力学的微观细节。
2017-08-23 cond-mat.soft
Aging and metastability of monoglycerides in hydrophobic solutions
用一组不同的技术描述了单甘酯在疏水介质中聚集结构的老化。偏光显微镜被用来研究作为时间的函数的介晶行为。利用差示扫描量热法定量监测老化体系中发生的不同相变中的潜热变化。红外光谱法用于检测表面活性剂之间氢键的形成。X-射线衍射图指纹的分子排列在不同的新兴阶段。利用红外光谱法对体系中的氢键状态进行了监测。我们的结论是,在这两个反层状和亚α晶相,甘油单酯分子不可避免地失去其乳化能力,在疏水性的解决方案,通过氢键模式的逐渐变化。在老化时,甘油基团之间分子间氢键的形成导致双层内手性(D和L)异构体的分离。因此,所有的结构最终被迫重新排列成β-晶态,区分D层和L层。老化结构的高度有序堆积削弱了乳化能力,最终导致乳化凝胶网络的崩溃。
2008-08-22 cond-mat.soft
Molecular packing, hydrogen bonding, and fast dynamics in lysozyme/trehalose/glycerol and trehalose/glycerol glasses at low hydration
众所周知,水和甘油有助于无定形蛋白质基质的结构松弛。然而,几项研究证明,它们也可能限制蛋白质的快速($\sim$皮秒-纳秒,ps-ns)和小振幅($\sim$皮秒)运动,这决定了它们在冻干糖混合物中的稳定性。为了确定它们如何与玻璃基质中的蛋白质和糖相互作用,从而调节它们的快速动力学,我们在低甘油和水浓度下对溶菌酶/海藻糖/甘油(LTG)和海藻糖/甘油(TG)混合物进行了分子动力学(MD)模拟。在添加甘油和/或水时,LTG和TG混合物的玻璃化转变温度T $_{\textrm{g}}$降低,玻璃的分子堆积得到改善,并且溶菌酶和海藻糖的均方位移(MSD)降低或增加,这取决于时间尺度和所考虑的温度。物种之间形成的氢键(HB)的详细分析表明,水和甘油可以通过增加它们在玻璃基质中形成的HB的总数和/或强度来抑制溶菌酶和海藻糖的快速动力学。
2017-09-30 cond-mat.soft
Spectroscopic Signatures of the Dynamical Hydrophobic Solvation Shell Formation
当水中的亲水性溶质突然变成疏水性物质时,例如,通过光电离,在几皮秒的时间尺度上在溶质周围形成一层水合水分子。我们研究了动态建立的水化壳周围的疏水性溶质的基础上,随时间变化的介电连续模型。有关溶剂的信息是光谱提取的测试偶极子内的静态Onsager球在非平衡溶剂的弛豫动力学。的生长过程中描述的现象在两种方法。首先,我们考虑一个随时间变化的水化层的厚度从零增长到一个有限的值在有限的时间。第二,我们假设一个时间依赖的复介电常数在一个有限的层区域周围的Onsager球。该层被建模为具有慢得多的波动动力学的连续电介质。我们发现一个随时间变化的频率偏移下降到蓝色的偶极子的共振吸收,连同一个动态减小的线宽,相比散装水。蓝移反映了对本体溶剂的氢键网络所做的功,并且是可直接测量的量。我们的结果与碘在水中的疏水溶剂化实验一致。
2022-01-30 cond-mat.soft
A structural determinant of the behavior of water at hydration and nanoconfinement conditions
本文揭示水要求第二分子壳层收缩和重取向以补偿配位缺陷的分子原理,该原理是两种液体情景的核心,决定水在水和纳米限制下的行为,并可用于定义润湿性条件以阐明水的积极作用。
2024-08-24 cond-mat.soft
The directional nature of hydrophobic interactions: Implications for the mechanism of molecular recognition
本文在总结近年来疏水相互作用研究的基础上,着重探讨了疏水相互作用的方向性。这意味着疏水相互作用取决于相对取向,因为溶质倾向于在水中聚集。在H1w过程中,它们以较低的能垒在特定方向上相互吸引,直到它们的表面接触。在H2S过程中,为了使水的氢键最大化,溶质在特定方向上聚集以使它们的表面积与体积之比最小化。此外,随着它们之间的距离减小,溶质之间的短程相互作用变得更强。此外,这些都可以通过使用分子动力学模拟计算的平均力(PMF)的潜力证明。在此基础上,提出了疏水驱动模型来理解水中分子识别的特异性和亲和性。
2020-11-24 cond-mat.soft physics.chem-ph
A lattice model of hydrophobic interactions
氢键是根据水分子之间质子的虚拟交换来建模的。一个简单的晶格模型进行了分析,使用的思想和技术,从金属中的相关电子理论。合理的参数重现观察到的幅度和温度依赖性的替代杂质和水之间的疏水相互作用在这个晶格。
2006-11-03 cond-mat.soft
Model for the hydration of non-polar compounds and polymers
我们引入了一个完全可解的非极性化合物的水化的热力学力学模型,基于分组水分子在簇中发生氢键和各向同性的相互作用,簇之间的相互作用被忽略。分析结果表明,在溶质的存在下,氢键的有效加强,连同水分子的几何重组,足以产生疏水行为。我们扩展我们的模型来描述一个非极性均聚物在水溶液中,获得一个明确的证据“冷”和“暖”的溶胀过渡。这表明,我们的模型可能是相关的描述蛋白质折叠的一些特点。
2002-01-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Hydrophobic Interaction Model for Upper and Lower Critical Solution Temperatures
水化的疏水溶质在水中是不同的现象,包括疏水热容量异常,这还没有完全理解的原因。由于其时事性,最近人们对疏水聚集的机理及其所基于的物理学越来越感兴趣。在这项研究中,我们使用一个简单而强大的混合物模型的水,一个适应的两个状态的Muller-Lee-Graziano模型,描述的能级的水分子作为其接近非极性溶质分子的函数。该模型提供了一个适当的描述疏水溶质颗粒之间的多体相互作用。通过详细的蒙特卡罗模拟研究了疏水物质在一阶聚集相变附近的溶解度和聚集。一个闭环共存曲线被发现,这是一致的平均场计算进行了相同的系统。此外,在溶液中的离液物质的失稳效果进行了研究,通过适当的修改MLG模型。这些研究结果表明,一个简单的模型的疏水相互作用可能包含的主要物理过程中涉及的疏水聚集和离液效应。
2003-05-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Understanding diffusion and density anomaly in a coarse-grained model for water confined between hydrophobic walls
我们研究,通过蒙特卡罗模拟,一个粗粒度的模型,在部分水化的疏水壁之间的水单层,与壁到壁的距离约为0.5 nm。我们分析了平行于壁的扩散常数,$D_{\parallel}$,如何改变和相关的系统的相图。我们发现一个轨迹的$D_{\parallel}$最大值和轨迹的$D_{\parallel}$最小值沿等温线,与线的恒定$D_{\parallel}$类似的散装水的熔点线。$D_{\parallel}$极值的两个轨迹包封在恒定$P$时密度最大值的温度线上。我们展示了这些位点是如何与由于氢键的异常体积行为。在低得多的$T$,承压水成为subdiffusive,我们讨论了这种行为是如何增加水分子之间的相关性时,氢键网络的发展。在subdiffusive区域内,虽然翻译在很大程度上受到阻碍,我们观察到,氢键网络可以平衡,其重排是负责沿等压线的密度极小值的外观。我们澄清,最小值不一定与氢键网络的饱和度。
2011-09-13 cond-mat.soft physics.chem-ph
The encapsulation of hydrophobic drugs in Pluronic F127 micelles: the effects of drug hydrophobicity, solution temperature and pH
三种药物,伊诺啡,阿司匹林和红霉素,封装在球形普朗尼克F127胶束。胶束的形状和大小分布在稀的水溶液中,有和没有药物,确定使用冷冻扫描电子显微镜和动态光散射(DLS)实验,分别。吸收的药物高于阈值浓度被认为是降低溶液的临界胶束化温度。胶束的平均流体动力学半径和多分散性被发现增加,在温度降低和药物分子的存在下。在较低的温度下的胶束核心的水合作用是使用荧光测量验证。增加溶液pH导致掺入胶束核中的药物的电离。这会导致胶束破裂,并在这里研究的最高溶液pH值11.36下将药物释放到溶液中,并使用DLS和荧光光谱进行研究。
2014-06-27 cond-mat.soft
Hydration of an apolar solute in a two-dimensional waterlike lattice fluid
在以前的工作中,我们研究了一个二维格子流体模型,显示出一些水的热力学异常。该模型,定义在一个三角形晶格,现在扩展到非极性物种的水溶液。水分子是“奔驰”型的,即,它们具有D3(等边三角形)对称性,具有三个等价的键臂。键的形成取决于取向和局部密度。惰性分子的插入显示疏水水合的典型特征:大的正转移自由能、大的负转移熵(在低温下)、转移焓和熵的强温度依赖性,即,大(正)传递热容量。模型的性质是由一个广义的一阶近似三角形集群。
2005-01-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Amino acid preference against beta sheet through allowing backbone hydration enabled by the presence of cation
已知β折叠中水和肽基团PG之间的氢键HB的肽侧链的空间阻断符合氨基酸固有β折叠偏好。目前的观察结果与量子分子动力学,QMD,模拟与每个水分子溶剂化的β折叠,这将是短暂的性质表明,这种空间阻断是不适用于疏水区,除非阳离子存在,因此,氨基酸β折叠偏好由于这种空间阻断是只在阳离子的存在下是有效的。我们观察到在没有阳离子存在的情况下,聚丙氨酸和聚缬氨酸α螺旋中的主链水合,但阳离子可以增加这些HB的强度。平行β折叠具有比相等小尺寸的反平行β折叠更大的趋势以在溶剂化QMD中保留规则结构,并且使用4链4间PG HB链平行β折叠。通过一个表面是聚缬氨酸来增强稳定性,其支撑用于实验的相对表面。一个单一的Ca2+离子被用于调查的个别结合事件,而不是散装性能。在这些模拟中没有观察到Ca2+和PG氧之间的直接结合,但随着瞬时β折叠的展开,它可能发生在更长的时间尺度上。当对肽共振、共振辅助氢键和水的性质准确的线性缩放QMD方法变得可用时,可以以可接受的计算成本进行具有多种类型的多种离子的更广泛的实验。重要的是,这样的调查进行蛋白质的二级结构,而不是模型酰胺,使侧链限制的骨干水合作用,因此内在的氨基酸倾向被捕获。
2016-10-03 cond-mat.soft physics.chem-ph q-bio.BM
Interplay of local hydrogen-bonding and long-ranged dipolar forces in simulations of confined water
在水的标准模型中,库仑相互作用的球形截断允许有效的分子模拟,并且可以对均匀液体的结构给出非常精确的结果。然而,截断已知产生显着的错误,在非均匀系统,特别是静电性能。局部分子场(LMF)理论纠正这样的截断通过使用一个有效的或重组的静电势,占剩余的长程相互作用的影响,通过密度加权平均场平均值,并满足修改后的泊松方程定义的高斯平滑的电荷密度。我们将LMF理论应用于三个简单的分子系统,表现出不同方面的失败的一个天真的应用程序的球形截断-水之间的疏水壁,水之间的原子波纹亲水壁,水之间的限制与施加电场疏水壁。特别是对于最终系统,1/r的球面截断通常失败,LMF理论纠正了所有三个的失败。此外,LMF理论提供了一种更直观的方式来理解在涉及水的分子模拟中局部氢键和长程静电之间的平衡。
2008-09-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Extended surfaces modulate and can catalyze hydrophobic effects
接口是复杂系统中最常见的主题。为了了解界面的存在如何影响疏水现象,我们使用分子模拟和理论来研究界面处溶质的水合作用。溶质的尺寸范围从亚纳米到几纳米。界面是具有从亲水性到疏水性的一系列化学性质的自组装单分子层。我们表明,在附近的疏水表面组装的驱动力是弱于散装水,并随着温度的升高而降低,在相反的散装。我们用界面涨落和排除体积效应之间的相互作用来解释这些不同的特征-Lum-Chandler-Weeks理论中的物理编码[J. Phys. Chem. B 103,4570- 4577(1999)]。我们的研究结果表明,疏水界面在蛋白质的展开,例如,在内部的伴侣蛋白和淀粉样蛋白的形成中的催化作用。
2011-08-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
New Insights into the Dynamics of Zwitterionic Micelles and Their Hydration Waters by Gigahertz-to-Terahertz Dielectric Spectroscopy
水环境中大分子的千兆赫兹到太赫兹光谱提供了一种重要的方法来识别它们的全局和瞬态分子结构,以及直接评估氢键。我们报告的介电性能的两性离子十二烷基磷酸胆碱(DPC)胶束在水溶液中在很宽的频率范围内,从50 MHz到1.12太赫兹。介电弛豫谱揭示了分子水平上不同的极化机制,反映了DPC胶束-水相互作用的复杂性。我们将光谱解卷积为不同的组分,并将它们与有效介质近似相结合,以分离胶束在水中的精细过程。我们的测量结果表明,胶束内的DPC表面活性剂的头部基团的重定向运动,和两个层次的水化水壳,包括紧密结合和松散结合的水化水层。从DPC溶液中本体水的介电强度,我们发现,在DPC浓度高达400 mM时,水合壳中水的数量大致恒定在950 +/- 45个水分子/胶束,并且在此之后减少。在太赫兹频率下,采用有效介质近似,我们估计每个DPC胶束被310 +/- 45个水分子的紧密结合层包围,这些水分子的行为就像它们是胶束的组成部分一样。结合分子动力学模拟,我们确定,紧密结合的水是直接氢键的DPC的氧,而松散结合的水驻留在胶束原子的4埃。DPC胶束在太赫兹频率下的介电响应,第一次,关于胶束中最大规模,最低频率的集体运动的实验信息。
2016-09-24 cond-mat.soft physics.chem-ph
Classification of interfacial water governed by water-polymer interactions in hydrated polymers: A molecular dynamics simulation study of ethylene-based and acrylate polymers
The University of Osaka(大阪大学)
通过分子动力学模拟,研究七种水合聚合物中水-聚合物相互作用对界面水行为的影响,将水合类型分为高度水合、疏水和柔性水合三类。
2026-05-09 cond-mat.soft
Ion specificity and the theory of stability of colloidal suspensions
本文提出了一种精确计算疏水胶体悬浮液临界凝聚浓度(CCC)的理论。对于带正电的粒子,CCC遵循Hofmeister(溶致)系列。对于带负电荷的粒子,这个级数是相反的。我们发现,强烈的可极化离液阴离子的胶体表面驱动的静电和疏水力。在离表面大约一个离子半径内,离液阴离子松散了它们的水合鞘的一部分,并被强烈吸附。另一方面,亲液阴离子被疏水表面排斥。该理论定量准确,不需要任何可调参数。我们推测,相同的机制是负责管理蛋白质溶液的稳定性的霍夫迈斯特系列。
2011-04-06 cond-mat.soft
Hydrophobic homopolymer's coil-globule transition and adsorption onto a hydrophobic surface under different conditions
研究使用蒙特卡洛粗粒化模型模拟疏水性均聚物在疏水表面附近的线团-球体转变与吸附,发现狭缝孔限制增强链的展开与吸附,水合水根据热力学参数调节该行为,为无结构蛋白响应外部刺激提供分子机制见解。
2023-06-27 cond-mat.soft physics.bio-ph
Long range ionic and short range hydration effects govern strongly anisotropic clay nanoparticle interactions
粘土颗粒在水溶液中的聚集是一个普遍存在的日常过程,具有广泛的环境和技术重要性。然而,它是在所有重要的原子水平上了解甚少,因为它取决于溶剂介导的静电,氢键和分散相互作用的复杂和动态的相互作用。考虑到这一点,我们已经进行了广泛的一套经典的分子动力学模拟(包括增强采样模拟)模型高岭石纳米粒子在纯净水和盐水之间的相互作用。我们的模拟揭示了高度各向异性的行为,其中纳米粒子之间的相互作用从吸引力到排斥力的变化取决于纳米粒子的相对取向。详细的分析表明,在大的分离(>1.5 nm),这种相互作用是由静电效应占主导地位,而在较小的分离水的水合结构的性质变得至关重要。这项研究突出了粘土纳米颗粒如何相互作用的令人难以置信的丰富性,这应该在例如粘土纳米颗粒聚集的粗粒度模型中得到考虑。
2022-02-04 cond-mat.soft physics.chem-ph physics.comp-ph
The molecular structure of the interface between water and a hydrophobic substrate is liquid-vapor like
通过对水和可调疏水性基底的分子模拟,我们应用了瞬时界面构建[A. P. Willard和D. Chandler,J. Phys. Chem. B,114,1954(2010)]以检查水-蒸气界面和水-疏水表面界面之间的相似性。本征界面是指以与瞬时界面的距离表示的分子结构。我们发现,有吸引力的疏水表面和水之间的相互作用影响的瞬时液体界面的毛细波波动,但这些有吸引力的相互作用基本上没有影响的内在界面。此外,本征界面的液态水和疏水基板的水和它的蒸汽的区别不大。同样是不正确的,我们显示,为水和亲水基板之间的界面。在这种情况下,强烈的定向基质-水相互作用破坏了液体-蒸汽样界面氢键网络。
2014-07-16 cond-mat.soft
Phase behavior of C18 monoglyceride in hydrophobic solutions
本文采用一系列不同的技术来分析单甘酯在油中的物理性质和相变。与MG在水或水溶液体系中的许多研究相反,我们发现在不同浓度和温度下的相结构存在显着差异。通过向我们的基础MG/油体系中加入少量水,我们测试了表面活性剂头基的水合作用及其对相行为的影响。用量热法测定了相图,并记录了不同条件下相图的普遍特征。报告了两个有序相:反层状凝胶相和亚α结晶凝胶相。这个序列是非常不同的MG/水的结构,其最显着的特点是建立一个2D密集的六角顺序的甘油头在中间的反层状双层。通过温度扫描检查流变学,以证明凝胶化现象,这从冷却/有序化过程中的层状相的开始。
2008-08-22 cond-mat.soft
Water dynamics: Relation between hydrogen bond bifurcations, molecular jumps, local density & hydrophobicity
水的结构和动态仍然是一个挑战。解决氢键的性质是这个难题的核心。在这里,我们采用从头算分子动力学(AIMD)模拟在很宽的温度范围内。总模拟时间约为2 ns。模拟了本体水和存在小疏水分子的水。我们表明,大角度跳跃和键分叉是水动力学的基本性质,并且它们与局部密度和氢键伸展振荡密切相关,范围从大约60到几百飞秒:局部密度差异是键分叉的驱动力和随之而来的大角度跳跃。这些跳跃与最近预测的能量不对称性密切相关。我们的分析似乎也证实了氧原子上的孤对电子提供的所谓负性轨道的存在,以使水旋转。
2013-03-29 cond-mat.soft physics.chem-ph physics.comp-ph
Critical surface phase behavior governs hydrophobic attraction between extended solutes
本文通过分子动力学模拟和基于临界干燥标度理论的形态学模型,揭示疏水吸引由表面相行为主导,并证明其逆温度依赖源于溶剂化壳层的快速热膨胀。
2025-09-24 cond-mat.soft
Can xenon in water inhibit ice growth? Molecular dynamics of phase transitions in water$-$Xe system
最近的实验表明,作为低温保护剂的惰性气体的承诺的动机,我们进行分子动力学建模的相变在水中与氙气冷却。我们研究了氙水溶液的结构和动力学随温度的变化。笼形水合物相的均匀成核观察和表征。随着温度的进一步降低,我们观察到由于更强的疏水水化的笼形物的解离的暗示,指向一个可能的不稳定性的笼形物在低温下和转化为一个无定形相组成的“氙+水化壳”$\cdot$(H $_{2}$ O)$_{21.5}$集群。冰$-$氙溶液界面在平衡和冰生长过程中的模拟揭示了氙对冰$-$液体界面的影响,其中吸附的氙导致冰表面粗糙化,但不优先形成包合物。这些结果提供了证据,对氙低温保护的冰阻断机制。
2014-07-11 cond-mat.soft physics.chem-ph
Depolarized light scattering and dielectric response of a peptide dissolved in water
体相水的密度和取向弛豫可以分别用去偏振光散射(DLS)和介电谱(DS)来研究。在这里,我们问的问题是什么是负责极化各向异性弛豫(DLS)和偶极矩弛豫(DS)的解决方案,主要涉及疏水性溶质-水界面的领导集体模式。采用原子分子动力学模拟方法,研究了N-乙酰亮氨酸甲酰胺(NALM)二肽与水分子相互作用的动力学和结构。溶液的DLS响应与三个弛豫过程一致:本体水,单个溶质的旋转,和集体偶极诱导偶极极化率的溶质,与时间尺度为130-200 ps。没有单独的DLS响应的水化壳层已被确定由我们的模拟。水化层的密度波动,这在很大程度上有助于响应,不产生不同于散装水的动态过程。我们发现,二肽溶质的水化水的取向分布的结构扰动是相当显着的,并传播3-5水化层到本体。这种扰动仍然低于水合球状蛋白质产生的扰动。尽管这种结构扰动,有很少的变化,在水化层的取向动力学,相比,散装,探测由单粒子取向动力学和集体动力学的壳的偶极矩。溶质-溶剂相互作用势对界面结构的扰动和相应力对界面动力学的扰动有明显的区别。
2013-12-04 cond-mat.soft
Evaporation Rate of Water in Hydrophobic Confinement
疏水空腔的干燥被认为在生物物理现象中起重要作用,例如球状蛋白的折叠、配体门控离子通道的打开和关闭以及配体与疏水口袋的结合。我们使用前向通量采样,分子模拟技术,计算毛细管蒸发率的水限制在两个疏水表面之间的纳米级的间隙,作为间隙,表面尺寸和温度的函数。在所研究的条件范围内(间隙在9 ~ 14 nm之间,表面积在1 ~ 9 nm^2之间),蒸发的自由能垒与疏水表面之间的间隙成线性关系,这表明线张力对自由能垒起主要作用。蒸发速率与限制表面之间的间隙的指数关系导致当间隙从9增加到14 μ m时,蒸发速率降低10个数量级。计算的自由能势垒的顺序为50 kT,主要是双折射。在其他条件相同的情况下,发现单位面积上的蒸发速率在大表面(9 nm^2)的约束下比在小表面(1 nm^2)的约束下快两个数量级。我们表明,这是一个直接后果的溶剂化对象的大小上的疏水水合的依赖。对于足够大的表面,蒸发过程的关键核是一个跨越间隙的圆柱形蒸汽管。
2011-12-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Influence of Surface Hydrophilicity and Hydration on the Rotational Relaxation of Supercooled Water on Graphene Oxide Surfaces
水合或界面水存在于生物分子和无机固体已被证明表现出动态过渡时过冷。然而,了解的程度的基础表面的亲水性以及亲水/疏水补丁的动态过渡的局部分布是未探索的。在这里,我们使用分子动力学模拟与TIP 4P/2005水模型研究石墨烯表面上的界面水的平移和旋转弛豫动力学。本研究的目的是调查两个表面化学的影响,以及在深度过冷区域的氧化石墨烯(GO)表面上的界面水的旋转转变的水合程度。我们已经考虑了三种基于石墨烯的表面;在条纹拓扑结构中具有相等比例的氧化和原始石墨烯区域的GO表面、完全氧化的表面和原始石墨烯表面。在210-298 K温度范围内,界面水的偶极弛豫时间分别表现为强-强、强和脆-强的相变。相比之下,散装水表现出脆弱的强过渡后过冷。在所有这些情况下,在高水合,界面水共存的厚水膜与散装一样的性能。为了研究散装水对动态转变的影响,我们模拟了一个低水合制度,其中只有束缚水(表面水)存在于GO表面上,并发现GO和完全氧化的表面上的表面水的旋转弛豫表现出单一的Arrhenius行为。我们的研究结果表明,不仅局部的表面亲水性程度发挥了作用,在确定的能量景观探索的水分子过冷时,但散装水的存在下也调制的动态过渡。
2020-03-23 cond-mat.soft
Effect of pressure on the phase behavior and structure of water confined between nanoscale hydrophobic and hydrophilic plates
我们进行了系统的分子动力学模拟的水限制在两个纳米板在T=300 K。我们研究了压力(-0.15 GPa <= P <= 0.2 GPa)和板间距(0.4 nm <= d <= 1.6 nm)对水的相行为的影响。当水被限制在疏水板之间时,在足够低的P下在板之间发生毛细蒸发。发生这种转变的d的阈值随着P而减小(例如,1.6 0.0 5GPa时为0.5nm; 0.1GPa时为0.5nm),直至高P时不发生毛细蒸发。当d ~ 0.6 nm且P >= 0.1 GPa时,系统结晶为双层冰。提出了一个显示汽相、液相和双层冰相的P-d相图。当水被亲水性(羟基化二氧化硅)板限制时,它在所研究的所有P和d处保持在液相中。有趣的是,我们观察到,在这种情况下,即使在P散装水空化,承压水保持在液态。系统地研究了两种板材在不同磷浓度下的水化状态。对于这里研究的条件范围内,我们发现,在疏水板的存在下,P的效果是提高水的结构和水分子推向板。疏水板旁边的水分子的平均取向在加压时不改变。相比之下,在亲水性板的存在下,水结构是不敏感的P。因此,我们的研究结果表明,加压时,疏水板表现为“软”表面(在这个意义上的适应压力依赖的水结构的变化),而亲水性的墙壁表现为“硬”表面。
2006-03-02 cond-mat.soft physics.chem-ph physics.comp-ph
Distinguishing dynamical features of water inside protein hydration layer: Distribution reveals what is hidden behind the average
自Pethig、Grant和Wuthrich关于蛋白质水化层的开创性工作以来,许多研究都致力于找出是否存在任何普遍和普遍的特征,可以将蛋白质水化层内的水分子与体相区分。鉴于表面本身因蛋白质而异,并且每个面向水的表面都是异质的,寻找通用特征一直是难以捉摸的。在这里,我们进行原子分子动力学模拟,以提出和证明,这样的定义特性可以出现,如果我们不看平均性能,但弛豫时间的分布。我们提出了四种不同的蛋白质-水系统的停留时间和旋转弛豫时间的分布的计算结果,并比较它们与相同数量的散装。由于同时存在形成弱氢键的肽骨架、不形成氢键的疏水氨基酸侧链和与周围水分子形成强氢键的带电极性基团,因此水合层中的分布在性质上是异常宽和对数正态的。宽的分布是负责的非指数介电响应,也同意与大的比热的水化水。我们的计算表明,虽然平均时间常数仅比散装水大2-3倍,但它不能很好地代表真实行为。特别是,平均值导致错误的结论,即水化层中的水是块状的。然而,所观察到的和计算出的较低的静态水化层的介电常数值仍然难以调和的广泛分布中观察到的动态性能。我们对这些独特的性质提供了一个合理的解释。
2017-08-01 cond-mat.soft q-bio.BM
Characterizing the Interplay between Polymer Solvation and Conformation
柔性分子的构象转变,特别是那些由疏水效应驱动的构象转变,往往会受到去溶剂化障碍的阻碍。对于这样的转变,因此重要的是表征和理解溶剂化和构象之间的相互作用。使用专门的分子模拟,在这里,我们进行这样的表征在水中溶解的疏水性聚合物。我们发现,一个外部的潜在的,这不利于扰动的聚合物水合水,可以触发线圈到球或崩溃过渡,和崩溃和扩展状态的相对稳定性可以量化的强度所需的潜力。我们的研究结果还提供了机制的崩溃过渡的见解,突出了聚合物崩溃收益通过形成一个足够大的非极性集群,集体水密度波动在稳定这样的集群中发挥了重要作用。我们还研究了在辛烷,一种非极性溶剂中的疏水聚合物的崩溃,有趣的是,我们发现,过渡的机械细节是定性类似于在水中。
2021-03-13 cond-mat.soft
Ions at hydrophobic interfaces
我们认为,kosmotropes保持强烈的水化在附近的疏水表面,而离液剂失去其水化壳,可以成为吸附到界面。吸附的机制仍然是一个争论的主题。我们认为,有两个驱动力的阴离子吸附:疏水空化能和水的界面静电表面电位。虽然空化对离子吸附的贡献现在被广泛接受,但静电表面电位的作用却不太清楚。困难的是,甚至这个潜在的符号是一个有争议的主题,从头算和经典力场模拟预测静电表面电位的相反符号。在本文中,我们将认为,强阴离子吸附中发现的极化力场模拟是人工静电表面电位存在于经典的水模型的结果。我们将表明,如果吸附的阴离子是大的可极化力场模拟预测的,过量的表面张力的碘化钠溶液将是强烈的负,相反的实验测量。虽然重卤化物的大极化率是一个基本属性,必须包括在现实的建模的电解质溶液,我们认为,点电荷水模型,研究到目前为止,是不兼容的极化离子力场时,平移对称性被打破。未来的目标应该是发展具有非常低的静电表面电位的水模型。我们相信,这样的水模型将是兼容的极化力场,然后可以用来研究离子与疏水表面和蛋白质的相互作用。
2018-02-13 cond-mat.soft
Temperature and Length Scale Dependence of Solvophobic Solvation in a Single-site Water-like Liquid
在Jagla液体中研究了球形硬疏溶剂溶质的溶剂化性质对温度和长度尺度的依赖性,Jagla液体是一种简单的液体,由通过球对称势相互作用的粒子组成,该势结合了硬核排斥和更长范围的软核相互作用,但表现出类似水的异常。结果进行了比较与一个典型的原子液体,Lennard-Jones(LJ)的潜在的模型的等效计算,并与预测的疏水溶剂化在水中使用的腔状态方程和扩展的简单点电荷(SPC/E)模型。我们发现,Jagla液体捕获作为温度的函数的小和大的长度尺度溶质的疏水水合的定性热力学行为。特别是,对于Jagla液体和水,我们观察到温度依赖的焓和熵的溶剂化的所有溶质的大小,以及足够小的溶质在低温下的负溶剂化熵。结果表明,与简单的液体相比,存在第二个热可及的排斥能量尺度,其作用是越来越有利于较大的分离以降低温度,这是有利于低密度、开放结构和模型疏水水合的液体的基本特征,正是这种第二能量尺度的存在导致了水和Jagla液体行为的相似性。利用一个简单的疏溶剂溶质聚集模型,探讨了类水液体中溶剂化自由能的温度和长度尺度依赖性的影响。我们展示了聚集体的稳定性如何取决于聚集体的大小和其组成溶质的大小,我们将这种依赖关系与冷诱导的不稳定现象,如冷诱导的蛋白质变性。
2012-11-01 cond-mat.soft
Molecular Dynamics Study of Conformations of Beta-Cyclodextrin and its Eight Derivatives in Four Different Solvents
了解原子水平的相互作用和产生的结构特征是开发用于药物和其他应用的β-环糊精($β$ CD)衍生物所必需的。使用分子动力学(MD)模拟和溶剂化自由能计算探索了四种不同溶剂对天然$β$ CD及其亲水性(甲基化$β$ CD; ME $β$ CD和羟丙基$β$ CD; HP $β$ CD)和疏水性衍生物(乙基化$β$ CD; ET $β$ CD)结构的影响。天然$β$ CD、2-ME $β$ CD、6-ME $β$ CD,2,6-DM $β$ CD,2,3,6-TM $β$ CD,6-HP $β$ CD,2,溶于非极性溶剂的6-HP $β$ CD和2,6-ET $β$ CD(环己烷; CHX和辛烷; OCT)通过分子内氢键稳定地形成对称的环状空腔形状。相比之下,极性溶剂(甲醇; MeOH和水; WAT)中的$β$ CD表现出大的结构变化和波动,导致其空腔的显著变形。发现与极性溶剂的氢键是导致这种行为的主要因素之一:溶剂- \b{eta} CD氢键与分子内键合强烈竞争,导致$β$ CD的结构稳定性发生显著变化。例外的是疏水性2,6-ET $β$ CD,其在所有溶剂中均保持其球形空腔。基于此,提出2,6-ET $β$ CD可作为缓释药物载体。
2017-08-02 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.chem-ph
The Solvophobic Solvation and Interaction of Small Apolar Particles in Imidazolium-Based Ionic Liquids is Characterized by Enthalpy-/Entropy-Compensation
我们报告的分子动力学模拟的结果表征的溶剂化和小的非极性粒子,如甲烷和氙气在咪唑基离子液体(IL)的相互作用。模拟能够半定量地再现非极性粒子的溶解度在无限稀释制度的异常温度依赖性。我们观察到,在离子液体中的小非极性粒子的“疏溶剂化”是由补偿熵和疏水贡献,非常像在液态水中的小非极性粒子的疏水水合。此外,我们的模拟清楚地表明,溶剂介导的非极性粒子溶解在离子液体中的相互作用是类似的驱动补偿的疏水/熵的贡献,使“疏溶剂的相互作用”在化学上类似的疏水相互作用。
2008-01-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Self-assembly of small molecules at hydrophobic interfaces using group effect
虽然在自然界中很常见,但在人工系统中,小分子在固液界面处的自组装很难控制。溶解的小分子的高流动性限制了它们在界面处的驻留,通常将自组装限制在受限的系统中或在分子和表面之间具有移动系链。小氢键分子可以克服这些问题,利用基团效应稳定,实现非拴系自组装在疏水界面。值得注意的是,与固体的弱分子相互作用使得有可能影响界面氢键网络,潜在地产生各种各样的超分子结构。在这里,我们研究了水和醇的混合物在石墨界面通过基团效应自组装的纳米尺度细节。我们通过添加少量能够干扰氢键网络的外来分子和系统地改变醇烃链的长度来探索分子间和表面相互作用之间的相互作用。然后使用原子力显微镜检查在室温下形成的超分子结构,并从计算机模拟中获得见解。我们表明,这里研究的基于基团的自组装方法是通用的,并且可以在其他基底上复制,如二硫化钼和氧化石墨烯,这可能使其与各种各样的系统相关。
2020-04-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.chem-ph
Water under extreme confinement in graphene: Oscillatory dynamics, structure, and hydration pressure explained as a function of the confinement width
石墨烯纳米通道与其可能的应用有关,例如在水净化中,以及理解它们如何改变受限液体的性质的挑战。在这里,我们使用全原子分子动力学模拟调查水限制在一个开放的石墨烯狭缝孔作为其宽度的函数$w$,下降到亚纳米尺度。我们发现,水的平移和旋转动力学表现出振荡依赖于$w$,由于水分层。动力学中的振荡与水合压力中的振荡相关,水合压力可以是负的(疏水吸引力),或高达$\sim 1$ GPa,如实验中所见。在孔隙宽度与全层一致时(一层和两层分别在$7.0$ λ和$9.5$ λ附近),体系的自由能最小,水化压力为零。在这些分离处,承压水的动力学减慢。然而,在自由能具有最大值的地方,即,对于那些与良好分离层的形成不相容的孔宽度,如$w\simeq 8.0$。在这些$w$值附近,动力学比本体更快,水从孔隙中挤出。对于受限的简单液体,或者对于封闭的纳米孔中的水,都没有观察到这种行为。自由能的分解阐明了动力学加速和减速的起源。特别是,我们发现,减速的性质取决于水层的数量:对于两层,这是由于内能的贡献,在简单的液体,而对于一层,它有一个熵的起源可能是由于存在的氢键网络在水中。我们的研究结果揭示了承压水的动力学和热力学机制,并为今后的实验提供了指导。
2021-03-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Water's interfacial hydrogen bonding structure reveals the effective strength of surface-water interactions
亲水表面与水的相互作用可以显著地影响液态水界面的特性。在这篇手稿中,我们探索这种影响,通过研究的分子结构的液体水在无序表面与可调的表面水的相互作用。我们结合全原子分子动力学模拟与平均场模型的界面氢键分析的影响,表面水相互作用的结构和能量性质的液态水界面。我们发现,水的分子结构在弱相互作用(即,疏水性)表面是抗改变的,除非表面-水相互作用的强度高于某一阈值。我们发现,低于此阈值水的界面结构是均匀的,不敏感的无序表面的细节,然而,高于此阈值水的界面结构是不均匀的。尽管这种异质性,我们表明,分子取向的平衡分布可以用来量化的表面-水的相互作用,特别是有助于修改界面氢键网络的能量成分。我们确定这种特定的充满活力的组成部分作为一种新的衡量亲水性,我们称之为内在亲水性。
2018-01-31 cond-mat.soft
Characterization of the Core-Shell Nanoparticles Formed as Soluble Hydrogen-Bonding Interpolymer Complexes at low pH
研究了聚丙烯酸(PAA)与聚(丙烯酸-co-2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙磺酸)-接枝-聚(N,N-二甲基丙烯酰胺)(P(AA-co-AMPSA)-g-PDMAM)在pH = 2.0时形成的可溶性氢键高分子复合物。粘度研究表明,在半稀溶液中,由于接枝共聚物的阴离子P(AA-co-AMPSA)主链的互连,通过接枝共聚物的PDMAM侧链与PAA之间形成的复合物,在瞬时网络中形成物理凝胶。动态和静态光散射测量,结合小角中子散射测量,表明在稀溶液中形成的核-壳胶体纳米粒子,包括由阴离子P(AA-共-AMPSA)电晕包围的不溶性PAA/PDMAM核。即使在半稀释溶液中形成较大的团簇,不溶性核的大小实际上保持稳定。在环境条件下进行的原子力显微镜,揭示了粒子的崩溃和扁平后,沉积在基板上,与干燥的疏水性核心的尺寸接近。
2007-09-15 cond-mat.soft
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
Modeling polyelectrolyte hydration from a multi scale polarizable pseudo particle solvent coarse grained approach
本研究通过多尺度极化伪粒子粗粒化方法模拟聚电解质水合作用,发现强短程阻尼对模拟NaCl溶液至关重要,并建议在无限稀释条件下单独模拟聚电解质聚合物以准确计算相互作用能。
2023-12-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft