Chemical Science」（化學科學）雜誌9月發表了來自中科院上海高等研究院主導，聯合科研團隊對常溫下二氧化鈦表面親疏水相關問題的研究，並取得進展。
二氧化鈦（TiO2）材料因優秀的光催化性能，應用於化妝品、抗菌除污和催化體系等。過去研究發現，紫外照射的TiO2表面發生從疏水到親水的浸潤轉變，長期以來，常溫下TiO2表面到底是親水還是疏水的基本問題，尚不完全清楚。
TiO2的晶型表面，頻共振光譜實驗與理論發現常溫下該表面上有序雙層水結構，該有序結構導致水層上水滴存在。
中國科學院上海高等研究院研究員王春雷、高嶷主導的聯合研究團隊，以TiO2的Rutile晶型110面為例，通過表面和頻振動光譜理論計算和實驗發現常溫下該表面上由於強的TiO2/水的相互作用存在雙層有序水，進而基於傳統力場+機器學習訓練力場的經典分子動力學模擬進一步發現，該有序水導致水層上水滴存在（接觸角約25度），即出現了常溫不完全浸潤的雙層有序水現象。
這為探究常溫TiO2表面浸潤性提出了全新機制：TiO2表面自身是超親水的，但表面吸附的有序水層體現出弱疏水現象。這解決了本徵TiO2表面的親疏水性問題的基本問題。進一步，基於這一新機理，我們可以探索紫外照射TiO2發生從疏水到親水的浸潤轉變的機制：表面OH或者氧缺陷會破壞表面有序水層，進而增強表面水層的親水性。而表面吸附甲酸乙酸分子可以有效的驅替表面水分子，造成表面更加疏水，這解釋了該材料在空氣中放置時間久以後接觸角更大（約45度）的現象。
這項工作可以在理解基於TiO2的器件在自清潔表面、太陽能電池的電能和有機污染物的光氧化方面的應用方面邁出一步。
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