海底的可燃冰（Clathrate hydrates）通常分布在海底沉积物的孔道内，可燃冰通常在纳米限域环境形成。

有鉴于此，香港城市大学曾晓成、宾夕法尼亚大学Joseph S. Francisco、国家纳米科学中心高玉瑞等首次通过分子动力学模拟计算，说明在非纳米限域的晶体表面生成二维结构可燃冰。

本文要点：

（1）

我们通过模拟单分子沉积过程，解释2D可燃冰的沉积动力学，并且发现在多种超亲水面心立方晶体的表面都能够形成无定形2D可燃冰。无定形2D可燃冰能够在比较宽的温度区间内形成，甚至在室温能够形成无定形2D可燃冰。

水分子-晶体表面的强相互作用、气体分子的特点、晶体表面结构等因素决定形成无定形2D可燃冰。

（2）

构建了Pd(111)和Pt(111)晶体表面无定形2D可燃冰的半定量相图，并且通过分子动力学模拟进一步验证。调节基底的晶体应力，发现无定形2D可燃冰的结构可以调节。通过从头算分子动力学模拟，验证生成的无定形2D可燃冰具有稳定性。研究结果说明在超疏水晶体表面形成2D可燃冰的机理，更好的说明水分子-晶体表面相互作用对于无定形2D可燃冰的重要性。

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Yurui Gao*, Shixian Wang, Jian Jiang, Yuan Liu, Joseph S. Francisco*, and Xiao Cheng Zeng*, Evidence of Spontaneous Formation of Two-Dimensional Amorphous Clathrates on Superhydrophilic Surfaces, J. Am. Chem. Soc. 2024

DOI: 10.1021/jacs.3c10701

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.3c10701