传输与溶剂化

Nature Commun/Angew双顶刊案例：如何用分子动力学（MD）定量分析膜扩散中的离子/水迁移？

在电池研发中，实验测试能告诉我们宏观的极化和倍率性能；但离子在隔膜孔/界面内部怎么走，很多时候只能靠分子动力学（MD）去“看见并讲清楚”。 在电池膜的研究中，MD主要承担三项核心任务： 1. 可视化传输路径： 将抽象的“离子通道”具象化，直观展示离子是沿着聚合物链蠕动，还是在充水孔道中自由扩散。 2. 定量化选择性机制： 通过非平衡态（NEMD）模拟施加外场，计算不同离子在膜中的迁移速率、通量比，直接量化膜的选择性。 3. 解析溶剂化效应： 精确计算离子的配位数（Coordination Number），揭示“去溶剂化”或“载水迁移”的能量代价。