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基于SHINERS的界面水结构研究
针对这一难题,北京大学深圳研究生院新材料学院潘锋教授团队连同厦门大学物理科学与技术学院李剑锋团队合作开发了一套基于壳层隔绝纳米粒子增强拉曼光谱(SHINERS)和第一性原理分子动力学模拟(AIMD)的界面水结构研究工具,相关成果以“In situ electrochemical Raman spectroscopy and ab initio molecular dynamics study of interfacial water on a single-crystal surface”为题发表在近期的Nature Protocols(Nature Protocols 18 (3), 883,2023)上。该论文详细讨论了在界面水结构研究中单晶电极的制备方法、壳层隔绝纳米粒子的拉曼增强模式、杂质去除手段以及如何在原位实验中排除体相水和氢气气泡对测量结果的干扰。同时,该论文还总结了基于SHINERS实验结果的计算模型搭建过程,详细阐述了如何通过AIMD模拟结果分析界面水的取向和有序度,以及如何分析不同电位的结构演化过程。本文为深入探讨界面水参与的质子传输机制提供了重要的研究工具。
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基于AIMD的界面水结构研究
厦门大学王耀辉博士和北京大学李舜宁博士为该论文的共同第一作者,潘锋和李剑锋为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金、广东省重点实验室、深圳市基础研究项目的资助。