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Wiley Interdisciplinary Reviews: Computational Molecular Science发表福建物构所溶液相水合动力学综述
更新日期:2018-12-28  

     

  

  在电化学,环境科学,催化反应和生物大分子功能等领域,发展新型水基电容器、提高海水淡化效率、理解离子通道传输机制,都离不开对离子水合的结构和动力学弛豫规律探讨。离子对溶剂水中氢键网络的时间上影响和空间的效应,是人类认识水溶液中物理化学过程规律的最基本科学问题之一。

  中科院福建物质结构研究所结构化学国家重点实验室庄巍课题组在科技部纳米重点专项、中国科学院战略性先导科技专项、国家自然科学基金重点与面上项目基金的资助以及海西研究院中科院超级计算分中心的支持下,一直从事电解质水溶液动力学和谱学理论模拟的研究,以问题为导向,发展电解质溶液动力学理论新方法,利用理论和实验相结合的方式,发挥理论优势解决一系列实验研究中令人困惑的科学问题,2016年和2017年相继在Chemical Science Chem. Sci., 2017, 8, 1429-1435)和《美国国家科学院院刊》(PNAS, 2017, 114, 11023-11028)发表论文。2017年,Nature Chemistry上发表了德国著名激光谱学大师彼得汉姆教授使用二维拉曼-太赫兹激光谱学技术测量离子溶液中水合动力学的工作(Nature Chemistry. 2016,9,273-278),其中明确承认庄巍课题组在实验之前率先做出了理论预测(J. Chem. Phys. 2015, 142,212419),并以大段篇幅讨论了理论预测的图像与实验结果之间的相互验证。

  最近,基于在此领域取得的系列重要进展,该团队受邀在国际计算分子科学顶级综述期刊Wiley Interdisciplinary Reviews: Computational Molecular Science杂志上发表了题为Ion effect on the dynamics of water hydrogen bonding network: A theoretical and computational spectroscopy point of view述性文章(DOI: 10.1002/wcms.1373),该论文系统综述了该团队近几年在这一领域取得的重要研究进展,总结了从理论与计算谱学角度研究溶质离子如何影响电解质溶液中水分子氢键网络动力学行为的一系列工作,尤其是讨论了对时间分辨红外,核磁弛豫,半弹性中子散射,介电弛豫以及太赫兹谱学等多种复杂谱学技术的模拟。本文还探讨了一系列用以描述氢键动力学和水分子运动的理论模型。为进一步研究更为复杂的电化学固液界面与生物分子表面水合动力学行为铺平了道路。 

  (庄巍课题组供稿)