纳米凹槽表面结冰的分子动力学模拟研究

摘要

采用分子动力学模拟方法建立了水在金表面结冰的模型，在疏水表面上引入亲水纳米凹槽结构，模拟研究了纳米凹槽表面上的冰成核过程，揭示了凹槽深宽比对冰成核的影响规律和机制.结果表明，在疏水表面引入亲水纳米凹槽结构并改变表面的凹槽宽度，可以调节疏水表面的结冰过程.当纳米凹槽与六边形冰结构相匹配时，凹槽内部更容易形成冰核，可以提高疏水表面的冰成核率的效果，其表面成核率接近与亲水表面成核率.当纳米凹槽结构与六边形冰结构不匹配时，凹槽内不易形成冰核，结冰过程受到抑制.为提高疏水表面成核率提供了新方法，为控制疏水表面冰成核位置和冰生长方向提供了新思路.

关键词

冰成核 / 凹槽表面 / 纳米结构