生物和人工離子通道的滲透性和選擇性與單個離子的特定水合結構相關。然而,對離子-離子相互作用的影響仍理解有限。在這里,通過非接觸式原子力顯微鏡測量,北京大學Jiang Ying、Wang Enge、Gao Yiqin、Xu Limei證明了帶電表面的水合堿金屬陽離子(Na+和K+)可以通過部分脫水和水重排過程相互緊密接觸,形成一維鏈結構。
本文要點:
1) 作者證明,水-離子和水-水相互作用之間的納米級相互作用可以導致有效的離子-離子吸引,克服離子庫侖排斥。不同離子緊密堆積的趨勢遵循序列K+?>?Na+?>Li+?,這歸因于它們不同的脫水能和電荷密度。
2) 該工作強調了水分子在促使離子在帶電表面緊密堆積和協同運動中的關鍵作用,這為原子約束下的離子傳輸機制提供了新的見解。
Ye Tian et.al Nanoscale one-dimensional close packing of interfacial alkali ions driven by water-mediated attraction Nature Nanotechnology 2023
DOI: 10.1038/s41565-023-01550-9
https://doi.org/10.1038/s41565-023-01550-9