水与六方氮化硼界面的各向异性界面力场
摘要：水和六方氮化硼（h-BN）之间的范德华（vdW）相互作用在界面处引入了一种各向异性界面势。通过与强约束适当归一化（SCAN）函数进行基准测试，开发的力场在与参考数据集（包括吸附在h-BN表面上的水分子的结合能曲线和滑动势能曲面）的一致性方面表现出色。这些研究结果突出了开发的力场在经验性地描述水/h-BN异质界面的各向异性vdW相互作用方面取得的显著改进。利用这种各向异性力场，分子动力学模拟证明了具有原子平坦的原始h-BN具有固有的疏水性。然而，当引入原子台阶表面粗糙度时，h-BN的湿润性发生了显著变化，变为亲水性。计算得到的粗糙h-BN表面的接触角（WCA）约为64度，与实验WCA值（范围为52度至67度）非常一致。这些研究结果表明实验h-BN样品表面可能存在原子台阶，强调了进一步实验验证的必要性。精确描述水/h-BN异质界面相互作用的各向异性界面力场的开发是在准确模拟二维材料润湿性方面的重大进展，为研究这些界面的动态和传输性质提供了可靠工具，对材料科学和纳米技术具有重要意义。
作者：Zhicheng Feng (1), Zhangke Lei (1), Yuanpeng Yao (1), Jianxin Liu (1), Bozhao Wu (1), and Wengen Ouyang (1 and 2) ((1) Department of Engineering Mechanics, China. (2) State Key Laboratory of Water Resources & Hydropower Engineering Science, China.)
论文ID：2306.07687
分类：Chemical Physics
分类简称：physics.chem-ph
提交时间：2023-06-14