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[转载]热点专题 | 分子尺度的水

已有 732 次阅读 2021-1-12 10:18 |系统分类:论文交流|文章来源:转载

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为了展现国内外在"分子尺度的水"领域的代表性研究成果,"Chinese Physics B"(CPB)编辑部邀请方海平教授作为客座编辑,组织了"Water at molecular level"专题,敬请关注!


编者按

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    |  方海平    教授   华东理工大学


水的问题不仅关系国计民生,也是基础科学前沿问题。特别是,我国这样一个人口众多、有大量内陆纵深的国家,水的问题更应引起高度重视。要解决水资源缺乏、水污染防治、污水的再利用、水源的保护以及与水相关的腐蚀问题等,都需要对水及其参与的相关过程有深入、正确的认识。理解水的结构和性质将对生物学、农业、人类健康、半导体和化工工业、制药和纳米材料制造等方面的发展,起到非常重要的作用。水分子从化学结构上非常简单,就是H2O,但由于其复杂的氢键结构,对其性质的理解却极具挑战性。迄今为止,仍有大量水的反常性质尚未被完全理解,如密度、比热、复杂相图等。水与其他物质的相互作用主要体现在界面水上,界面的存在给水的研究带来更大的复杂性,同时也丰富了对水的研究范围。这些包括表界面水结构,亲疏水问题,水与催化、受限水、生物水、界面水的实验方法和理论模拟方法等,部分研究成果已被产业化应用于能源、环境、工业、生物制药、材料制造、土壤等等。面向国家重大需求,我国已于2008 年、2017 年分别召开了两次“水科学研究中的若干基础前沿问题”的香山科学会议;2013年,中国科学院组织了“水科学基础研究进展”科学与技术前沿论坛,近年来国家自然科学基金委员会也资助了“水科学若干关键基础问题研究”的重大项目。这些国家层面的政策和经费支持有力地推动了国内水科学的发展。


为深层次理解水科学中的基础问题,CPB组织了“分子尺度的水”专题,发表文章涉及方向主要有:(1)原子尺度水结构的实验表征进展;(2)原子尺度固液界面水的理论计算;(3)低配位水分子的特性‘(4)毛细作用及其应用;(5)水/冰相变行为;(6)水合质子和电解质溶液中的一些问题;(7) 固液界面水的蒸发行为。希望这些工作能促进国内外水科学领域的研究与学术交流,为科学合理地解决水资源缺乏、水资源污染和水资源再利用等科学技术的发展做出贡献。

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REVIEWS

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Rules essential for water molecular undercoordination

Chang Q Sun(孙长庆)

Chin. Phys. B, 2020, 29 (8): 088203

Atomic-level characterization of liquid/solid interface

Jiani Hong(洪嘉妮), Ying Jiang(江颖)

Chin. Phys. B, 2020, 29 (11): 116803


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Water on surfaces from first-principles molecular dynamics

Peiwei You(游佩桅), Jiyu Xu(徐纪玉), Cui Zhang(张萃), Sheng Meng(孟胜)

Chin. Phys. B, 2020, 29 (11): 116804

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Effects of water on the structure and transport properties of room temperature ionic liquids and concentrated electrolyte solutions

Jinbing Zhang(张晋兵), Qiang Wang(王强), Zexian Cao(曹则贤)

Chin. Phys. B, 2020, 29 (8): 087804

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Evaporation of nanoscale water on solid surfaces

Rongzheng Wan(万荣正) and Haiping Fang(方海平)

Chin. Phys. B, 2020, 29 (12): 126601


ARTICLES


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Energy stored in nanoscale water capillary bridges formed between chemically heterogeneous surfaces with circular patches

Bin-Ze Tang(唐宾泽), Xue-Jia Yu(余雪佳), Sergey V. Buldyrev, Nicolas Giovambattista, Li-Mei Xu(徐莉梅)

Chin. Phys. B, 2020, 29 (11): 114703


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Fast and accurate determination of phase transition temperature via individual generalized canonical ensemble simulation

Ming-Zhe Shao(邵明哲), Yan-Ting Wang(王延颋), Xin Zhou(周昕)

Chin. Phys. B, 2020, 29 (8): 080505


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Discontinuous transition between Zundel and Eigen for H5O2+

Endong Wang(王恩栋), Beien Zhu(朱倍恩), Yi Gao(高嶷)

Chin. Phys. B, 2020, 29 (8): 083101


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Stable water droplets on composite structures formed by embedded water into fully hydroxylated β-cristobalite silica

Hanqi Gong(龚菡琪), Chonghai Qi(齐崇海), Junwei Yang(杨俊伟), Jige Chen(陈济舸), Xiaoling Lei(雷晓玲), Liang Zhao(赵亮), and Chunlei Wang(王春雷)

Chin. Phys. B, 2021, 30 (1):  010503


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