从电池到生物学，含盐液体对于持续性能至关重要。准确理解这些液体的行为依赖于正确描述它们形成的分子结构。太平洋西北实验室的Marcel Baer博士，Timothy Duignan博士和Christopher Mundy博士确定，水中隔离的一对离子的精确结构可以准确地报告整个解决方案的表现。
“这种精确的局部结构是将微观与宏观或离子在溶液中的内在特性联系起来的重要组成部分，”在PNNL领导这项研究的Mundy说。
通过围绕形成离子对盐的两个离子的计算和实验进行整合，团队可以理解解决方案的集体性质。也就是说，团队可以理解聚类统计数据，因为它与不同浓度的离子的特定行为有关，这是通过渗透系数测量的。具体而言，电解质是否形成簇状或保持不同浓度的离子?
重要性：电解质的行为和形态影响着从电解质电解质的使用到复杂核废料的行为。通过了解离子的各个属性如何为其集体行为提供信息，科学家们可以确定如何针对特定应用定制电解质的浓度和类型。
方法：研究小组研究了正确的分子结构如何影响溶液的热力学。他们通过扩展的X射线吸收精细结构测量和基于量子力学的分子模拟确定了结构。该团队的工作表明，通过使用当地离子水和离子 – 离子相互作用的准确描述，可以预测离子在溶液中配对的程度(称为活动)。
下一步是什么?在与Tim Duignan博士同时发表的邀请评论文章中，该团队演示了如何通过高级计算实现配对。结果提供了必要的分子细节，以改善离子溶剂化的宏观理论。