封面文章|金红石（110）晶面上水的有序性对介电常数的影响

作者简介

凌澄（2000—），男，在读硕士，研究方向：氧化物界面有序水的分子动力学模拟。Email：lingcheng@sinap.ac.cn。

通讯作者

曾立（1979—），女，博士，教授，主要从事纳米尺度下水分子与离子流动的动力学性质研究。Email：zengli@nnnu.edu.cn。

王春雷（1982—），男，博士，研究员，主要从事“界面水的相变行为及其生物效应”研究。Email：wangchunlei1982@shu.edu.cn。

引用格式

凌澄，周永全，曾立，等. 金红石（110）晶面上水的有序性对介电常数的影响［J］. 盐湖研究，2025，33（5）：1-6.

Ling C，Zhou Y Q，Zeng L. et al. Effect of ordered interfacial water on the dielectric constant on a rutile TiO（2 110）surface［J］. Journal of Salt Lake Re‐ search，2025，33（5）：1-6.

DOI：10.3724/j.yhyj.2024119

CSTR：32273.14.j.yhyj.2024119

金红石（110）晶面上水的有序性对介电常数的影响

凌澄1，2，周永全3，曾立4*，王春雷5*

（1. 中国科学院上海应用物理研究所，上海201800；2. 中国科学院大学，北京100049；3. 中国科学院青海盐湖研究所，青海 西宁810008；4. 南宁师范大学物理与电子学院，广西 南宁530100；5. 上海大学理学院，上海200444）

摘要：对各种矿物与溶液接触界面的研究是长期以来盐湖治理过程中值得关注的问题；在氧化物表面附近微观尺度上的研究则是许多反应过程的基础。然而，有别于体相中的过程，目前对界面附近纳米尺度的研究仍有许多问题尚未明晰。文章对金红石（110）表面水进行了经典分子动力学（MD）模拟。模拟结果显示，在强烈的固-液相互作用下，金红石（110）表面形成了稳定的双层有序水结构。通过进一步计算发现了这一有序水结构中的水在平行于固-液界面方向上异于体相的平行介电常数与双层有序水几何结构上的关联。此外，在金红石（110）表面第二层有序水处，还观察到了高体相水6.8倍的平行介电常数，这一发现表明，水分子本身对溶液中介电常数等相关电学性质可能产生较大影响。

关键词：界面有序水；金红石；二氧化钛；分子动力学模拟；介电常数

编辑：周馨 审核：任静