固体-电解质界面处涨落诱导的离子摩擦
Fluctuation-induced ionic friction at solid-electrolyte interfaces
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中文总结 AI 辅助
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。
中文摘要 AI 辅助
在本文中，我们探讨了固体-电解质界面处的输运如何受到固体内部涨落的影响，并量化了固体激发对离子摩擦的作用。通过将分子动力学模拟与理论建模相结合，我们表明，与纯水相比，离子的存在增强了电解质的动力学响应。这导致了涨落诱导的界面摩擦中的离子贡献。我们表明，集体离子模式主导了耗散，因此离子摩擦源于多体效应而非单个拖曳力。此外，高频分子模式被发现具有离子特异性，这提示了离子光谱分离的可能途径，对脱盐、过滤和能量转换具有潜在意义。
英文摘要
In this article, we explore how transport at a solid--electrolyte interface is affected by the internal fluctuations of the solid and quantify the role of solid excitations on ionic friction. Combining molecular dynamics simulations with theoretical modeling, we show that the presence of ions enhances the dynamical response of the electrolyte compared to pure water. This leads to an ionic contribution to the fluctuation-induced interfacial friction. We show that collective ionic modes dominate the dissipation, such that ionic friction arises from many-body effects rather than from individual drag forces. Furthermore, high-frequency molecular modes are found to be ion-specific, suggesting possible routes toward spectral separation of ions, with implications for desalination, filtration, and energy conversion.
发表机构
- 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）
机构由 AI 辅助整理，请以论文原文为准。
