表面水的亚分子级分辨扫描探针技术研究

水-固界面在很多科学领域和技术过程中扮演着重要的角色,如溶解、润滑、腐蚀、电化学和异质催化等.水的各种奇特物理和化学性质与水分子之间的氢键相互作用紧密相关,如何在原子/分子水平上理解固体表面水的氢键结构和相关动力学过程是水科学领域的关键科学问题之一.扫描探针技术由于具有原子级的空间分辨能力,成为研究水-固界面的强有力工具.本文重点介绍了本课题组近些年利用亚分子级分辨的扫描探针成像和谱学技术在水-固界面研究中取得的重要进展,包括氢键网络构型的高分辨表征、质子转移动力学、核量子效应对氢键强度的影响以及原子尺度上水与离子相互作用的研究等.最后,展望了水-固界面研究的未来方向和面临的挑战.