Phase Behavior of Two-Dimensional Water Confined in Graphene Nanocapillaries

در این کتاب، نویسندگان از شبیه‌سازی‌های دینامیک مولکولی برای انجام یک مطالعه جامع از حد فشرده‌سازی/گرمای فوق‌العاده و انتقال فاز آب/یخ دو بعدی (تک لایه، دولایه و سه‌لایه) محدود شده در نانو مویرگ‌های گرافن استفاده می‌کنند. زمانی که آب و یخ در معرض محصور شدن در مقیاس نانو و تحت فشار فوق‌العاده قرار می‌گیرند، کاملاً متفاوت از همتایان عمده خود عمل می‌کنند، تا حدی به این دلیل که فشار واندروالس می‌تواند جرقه تبدیل آب به یخ را ایجاد کند که به عنوان حد فراپایداری دوبعدی (2 بعدی) شناخته می‌شود. مایعات از نقطه نظر مکانیکی، این تبدیل مایع به جامد، حد فشرده سازی (یا حد فراپایداری) آب دوبعدی را مشخص می کند. یافته‌های ارائه‌شده در اینجا می‌تواند به ما در درک بهتر رفتار فازی آب/یخ دو بعدی محدود کمک کند.

In this book, the authors use molecular dynamics simulations to conduct a comprehensive study of the compression/superheating limit and phase transition of 2D (monolayer, bilayer, and trilayer) water/ice constrained in graphene nanocapillaries. When subjected to nanoscale confinement and under ultrahigh pressure, water and ice behave quite differently than their bulk counterparts, partly because the van der Waals pressure can spark a water-to-ice transformation, known as the metastability limit of two-dimensional (2D) liquids. From a mechanical standpoint, this liquid-to-solid transformation characterizes the compression limit (or metastability limit) of 2D water. The findings presented here could help us to better understand the phase behavior of 2D confined water/ice.