Evolution of Interfacial Hydration Structure Induced by Ion Condensation and Correlation Effects

胶体 离子 冷凝 化学物理 化学 分子动力学 化学工程 电解质 材料科学 热力学 物理化学 计算化学 有机化学 物理 电极 工程类
作者
Han Li,Zhi Ping Xu,Jiacheng Li,Alessandro Siria,Ming Ma
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
标识
DOI:10.1002/anie.202418029
摘要

Interfacial hydration structures are crucial in wide‐ranging applications, including battery, colloid, lubrication. Multivalent ions like Mg2+ and La3+ show irreplaceable roles in these applications, which are hypothesized due to their unique interfacial hydration structures. However, this hypothesis lacks experimental supports. Here, we provide the first observation for their interfacial hydration structures with molecular resolution using atomic force microscopy. We observed the evolution of layered hydration structures at La(NO3)3 solution‐mica interfaces. As concentration increases from 25 mM to 2 M, the layer number varies from 2 to 1 and back to 2, and the interlayer thickness rises from 0.25±0.05 to 0.34±0.03 nm, with hydration force increasing from 0.27±0.07 to 1.04±0.24 nN. Theory and molecular simulation reveal that the cations form inner‐sphere complexes. Multivalence induces concentration‐dependent ion condensation and correlation effects, resulting in compositional and structural evolution within interfacial hydration structures. Additional experiments at seven different solid‐liquid interfaces together with literature comparison confirm the universality of this mechanism for both multivalent and monovalent ions. New factors affecting interfacial hydration structures are revealed, including concentration and solvent dielectric constant. This insight provides guidance for designing interfacial hydration structures to optimize solid‐liquid‐interphase for battery life extension, modulate colloid stability and develop efficient lubricants.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
zcy发布了新的文献求助10
1秒前
seal完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
2秒前
大个应助fan采纳,获得10
3秒前
包容的世倌完成签到 ,获得积分10
3秒前
zhaoyaoshi发布了新的文献求助10
3秒前
那蝉完成签到,获得积分10
4秒前
朱怀琳发布了新的文献求助10
4秒前
yuan完成签到,获得积分10
7秒前
那蝉发布了新的文献求助10
7秒前
无心的可仁完成签到,获得积分10
8秒前
DJANGO发布了新的文献求助10
9秒前
sxp1031完成签到,获得积分10
9秒前
Brian完成签到,获得积分20
9秒前
meng完成签到,获得积分10
10秒前
天天快乐应助zzzg采纳,获得10
10秒前
11秒前
ooo娜完成签到,获得积分20
11秒前
情怀应助zhaoyaoshi采纳,获得10
11秒前
11秒前
12秒前
12秒前
13秒前
anjia发布了新的文献求助30
15秒前
ooo娜发布了新的文献求助10
15秒前
zcy完成签到,获得积分10
16秒前
洞幺拐完成签到,获得积分10
16秒前
風來完成签到,获得积分10
17秒前
菟丝子完成签到,获得积分10
17秒前
蜡笔小小发布了新的文献求助10
17秒前
Disci给Disci的求助进行了留言
17秒前
阳光的友易完成签到 ,获得积分10
20秒前
华仔应助失眠夏山采纳,获得10
21秒前
逆时针应助优雅狗采纳,获得10
22秒前
22秒前
vivi完成签到,获得积分10
23秒前
26秒前
anonym11发布了新的文献求助10
27秒前
田田发布了新的文献求助10
27秒前
高分求助中
Ophthalmic Equipment Market by Devices(surgical: vitreorentinal,IOLs,OVDs,contact lens,RGP lens,backflush,diagnostic&monitoring:OCT,actorefractor,keratometer,tonometer,ophthalmoscpe,OVD), End User,Buying Criteria-Global Forecast to2029 2000
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
Cognitive Neuroscience: The Biology of the Mind 1000
Cognitive Neuroscience: The Biology of the Mind (Sixth Edition) 1000
ACSM’s Guidelines for Exercise Testing and Prescription, 12th edition 588
Christian Women in Chinese Society: The Anglican Story 500
A Preliminary Study on Correlation Between Independent Components of Facial Thermal Images and Subjective Assessment of Chronic Stress 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3961083
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3507362
关于积分的说明 11135734
捐赠科研通 3239863
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1790434
邀请新用户注册赠送积分活动 872400
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 803150