水是聚電解質(zhì)陰離子交換膜 (AEM) 中的關(guān)鍵成分。它在電化學系統(tǒng)中的離子傳輸中起著核心作用。 由于缺乏一種通用方法，無法捕捉和連接水動力學、水結(jié)構(gòu)和離子傳輸隨時間和長度的變化，從與單個鍵振動和分子重新取向相關(guān)的變化到與宏觀 AEM 性能相關(guān)的變化，因此很難更好地了解 AEM 中的分子傳輸和電導率。
在這項工作中，芝加哥大學Juan J. de Pablo，Paul F. Nealey，Shrayesh N. Patel，Andrei Tokmakoff報道了使用二維紅外光譜和半經(jīng)典模擬來研究水分子如何排列成連續(xù)的溶劑化殼，并解釋該結(jié)構(gòu)如何影響聚降冰片烯基材料中溴離子傳輸過程的動力學。
文章要點
1）研究人員發(fā)現(xiàn)，當?shù)诙€溶劑化殼中水分子的重新取向很快時，就會發(fā)生向更快傳輸機制的轉(zhuǎn)變，從而形成強大的氫鍵網(wǎng)絡(luò)。
2）研究結(jié)果為具有固有鹵素離子傳輸?shù)?AEM 提供了分子水平的見解，并有助于全面了解 AEM 中的氫氧離子傳輸鋪平了道路。
參考文獻
Wang, Z., Sun, G., Lewis, N.H.C. et al. Water-mediated ion transport in an anion exchange membrane. Nat Commun 16, 1099 (2025).
DOI：10.1038/s41467-024-55621-z
https://doi.org/10.1038/s41467-024-55621-z
