(纯计算)加州大学圣地亚哥分校J. Am. Chem. Soc.: 亚纳米限域抑制水的自电离

本文研究了亚纳米限域环境下水的自电离行为。背景方面，纳米限域水在纳米流体、膜材料和生物体系中具有重要作用，但其酸碱平衡和质子输运行为在亚纳米尺度下会因空间限域效应和界面相互作用而发生显著改变。研究目的是通过结合密度校正密度泛函理论和机器学习原子间势，探究亚纳米狭缝孔隙内准二维单层限域水的自电离行为。研究发现，极端限域环境会显著抑制水的自电离，使有效pKw值提高两个多单位，这种抑制作用源于氢氧根离子失稳、受限的氢键、受阻的分子重取向以及Grotthuss质子输运机制失效。结论表明，该研究从分子层面揭示了限域环境调控水化学的机制，为纳米尺度环境中调控水相反应活性提供了理论指导。