Numerous experiments have demonstrated that many classes of organic reactions exhibit increased reaction rates when performed in heterogeneous water emulsions. Despite enormous practical importance of the observed "on-water" catalytic effect and several mechanistic studies, its microscopic origins remains unclear. In this work, the second generation Car-Parrinello molecular dynamics method is extended to self-consistent charge density-functional based tight-binding in order to study "on-water" catalysis of the Diels-Alder reaction between dimethyl azodicarboxylate and quadricyclane. We find that the stabilization of the transition state by dangling hydrogen bonds exposed at the aqueous interfaces plays a significantly smaller role in "on-water" catalysis than has been suggested previously.
Deconstructing the Origins of Interfacial Catalysis: Why Electric Fields are Inseparable from Solvation
International Centre for Theoretical Physics (ICTP)（国际理论物理中心）；Institute for Chemical-Physical Processes, National Italian Research Council (CNR-IPCF)（意大利国家研究委员会化学物理过程研究所）
pH-dependent interfacial rheology of polymer membranes assembled at liquid-liquid interfaces using hydrogen bonds
Laboratoire Sciences et Ingénierie de la Matière Molle, CNRS UMR 7615, ESPCI Paris, PSL Research University, Sorbonne Université（软物质科学与工程学院，法国国家科学研究中心，巴黎高等物理化工学院，巴黎文理研究大学，索邦大学）；Laboratoire Gulliver, CNRS UMR 7083, ESPCI Paris, PSL Research University, Sorbonne Université（古利弗实验室，法国国家科学研究中心，巴黎高等物理化工学院，巴黎文理研究大学，索邦大学）；Laboratoire de Physique Théorique et Modèles Statistiques, CNRS UMR 8626, University Paris-Saclay（理论物理与统计模型实验室，法国国家科学研究中心，巴黎萨克雷大学）；Univ. Bordeaux, CNRS, LOMA, UMR 5798（波尔多大学，法国国家科学研究中心，LOMA实验室）；Chimie Biologie Innovation, CNRS, ESPCI Paris, PSL Research University（创新化学与生物学，法国国家科学研究中心，巴黎高等物理化工学院，巴黎文理研究大学）
Interplay of Water and a Supramolecular Capsule for Catalysis of Reductive Elimination Reaction from Gold
超分子组装体由于其明显的催化反应能力和天然酶的效率而获得了极大的关注。利用Born-Oppenheimer分子动力学和密度泛函理论，我们确定了超分子组装体Ga $_4$ L $_{612-}$对金配合物还原消除反应的催化能力的来源及其与酶的相似性。通过比较在明确的溶剂中的催化和未催化的反应，以确定反应物，过渡态，和产品的反应自由能，我们确定，催化部分-封装的水分子-产生电场，有助于显着降低活化自由能。虽然这与通过直接的主体-客体相互作用进行催化的仿生方案不同，但是纳米笼主体预先调节过渡态，以使其对投射到断裂碳键上的电场更敏感，从而以更高的催化效率完成还原消除反应。然而，它也表明，纳米笼组织不良的界面水，这反过来又产生电场，与衬底的断裂键错位，从而确定新的机会，在纳米笼组件的催化设计改进。
Experimentally Probing the Libration of Interfacial Water: the Rotational Potential of Water is Stiffer at the Air/Water Interface than in Bulk Liquid
液态水的大多数性质是由它的氢键网络决定的。因为形成水界面需要终止该网络，所以人们可能期望界面水的分子水平性质与本体水显著不同。有趣的是，许多先前的实验和理论工作已经发现，从它们的时间平均结构和皮秒结构动力学的角度来看，在空气/水界面处的氢键结合的OH基团与在大量液态水中的氢键结合的OH基团的行为相同。在这里，我们报告的第一个实验观察界面水的天平动（即受抑旋转）使用基于激光的技术振动和频光谱。我们发现这种模式的频率为834 cm $^{-1}$，比相同温度下的散装液态水高$\approx 165$ cm $^{-1}$，与散装冰相似。由于振动频率与水的旋转势的刚度成比例，因此这种增加表明在空气/水界面处终止本体水的氢键网络的一个效果是阻碍水围绕完整的氢键的旋转。由于在散装液态水的天平动起着关键作用，在稳定反应中间体和耗散多余的振动能量，我们希望能够探测这种模式在界面水在水界面的非均相反应的动力学打开新的视角。
Interfacial Electric Fields in Water Nanodroplets are Weakly Dependent on Curvature and pH
University of Messina（墨西拿大学）；Beijing Institute of Technology（北京理工大学）；International Centre for Theoretical Physics (ICTP)（国际理论物理中心）；École Normale Supérieure Université Paris Sciences et Lettres（巴黎文理研究大学）；National Research Council (CNR-IPCF)（国家研究委员会）
Machine Learning Accelerated Computational Surface-Specific Vibrational Spectroscopy Reveals Oxidation Level of Graphene in Contact with Water
State Key Laboratory of Physical Chemistry of Solid Surfaces, iChEM, College of Chemistry and Chemical Engineering, Discipline of Intelligent Instrument and Equipment, Xiamen University（厦门大学化学化工学院物理化学固体表面国家重点实验室）；Pen-Tung Sah Institute of Micro-Nano Science and Technology, Xiamen University（厦门大学彭唐沙微纳科学技术研究院）；Institute of Artificial Intelligence, Xiamen University（厦门大学人工智能研究院）
