表面浸润微观机制的第一性分子动力学模拟研究

项目名称： 表面浸润微观机制的第一性分子动力学模拟研究

项目编号： No.11374333

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 李晖

作者单位： 中国科学院物理研究所

项目金额： 76万元

中文摘要： 固体表面浸润行为是表面物理、化学、材料科学中的核心问题，其中，TiO2表面光诱导亲水性和石墨烯浸润透明性为我们理解表面浸润现象的微观机制提供了极好的模型。目前实验对表面浸润的微观研究限于观测低温高真空下单层水的结构，大部分量子计算也是研究表面少量水分子和单层水的结构能量等，而经典分子动力学模拟也很难准确描述真实表面的浸润的微观行为。在本项目中，申请人提出使用大尺度的基于第一性原理计算的分子动力学(FPMD)模拟研究液态的体相水和纳米尺度的液滴的表面浸润行为。以TiO2，衬底上的石墨烯，以及金属表面为例，研究TiO2的光诱导亲水性效应和石墨烯表面浸润透明性的行为机制。通过FPMD模拟，我们将研究表面的浸润度与表面的化学结构，表面电子态，以及表面微几何结构的关系，还将探索浸润水层和多层水结构，热力学和动力学性质。此外，我们还将研究表面浸润对材料电子结构的影响，为实现材料性能的控制提供理论帮助。

中文关键词： 表面；浸润；第一性原理；分子动力学模拟；微观结构

英文摘要： Surface wetting plays a central role in the field of surface physics, chemistry, and material science. The photo-induced hydrophilic property of TiO2 surface and the wetting transparency of epitaxial graphene sheet are two of the most interesting wetting

英文关键词： surface；wetting；first principles；molecular dynamics simulation；microscopic