破譯碳基材料的電荷存儲機制對于開發下一代電化學儲能系統至關重要。石墨烯是石墨電極的組成部分，是從基礎層面探索此類過程的理想模型。
在此，曼徹斯特大學Athanasios A. Papaderakis，Robert A.W. Dryfe，Paola Carbone利用多尺度量子力學-經典分子動力學（QM/MD）方法研究石墨烯/水電解質界面的熱力學，以深入了解堿金屬離子（Li+）濃度對界面張力（γSL）的影響帶電的石墨烯/電解質界面。
文章要點
1）研究人員證明γSL對所施加的表面電荷的依賴性相對于中性表面表現出不對稱行為。在帶正電的石墨烯片上，電潤濕響應因電解質濃度而放大，從而形成強親水性表面。相反，在負電位偏壓下，γSL對電極充電的響應較弱。
2）γSL的變化極大地影響了Young?Lippmann方程預測的總面積電容，但對模擬的總面積電容的影響可以忽略不計，這表明EDL結構與表面的潤濕性并不直接相關，不同的界面機制驅動著兩者現象。
3）研究人員通過研究高取向熱解石墨在各種電解質濃度下的電潤濕響應，對所提出的模型進行了實驗驗證。
研究工作首次提出了利用碳表面進行電潤濕的理論和實驗相結合的研究，為研究電位偏置下的潤濕現象引入了新的概念途徑。
參考文獻
Zixuan Wei, et al, Relation between Double Layer Structure, Capacitance, and Surface Tension in Electrowetting of Graphene and Aqueous Electrolytes, J. Am. Chem. Soc., 2023
DOI: 10.1021/jacs.3c10814
https://doi.org/10.1021/jacs.3c10814
