维度网讯，石墨烯作为单原子层碳材料，以高稳定性和导电性著称。长期以来，其润湿透明性现象显示石墨烯在宏观上传递基底润湿性，但这一特性与其对基底电荷的敏感性存在矛盾。

由德国马普学会聚合物研究所的王永康和Yair Litman领导的国际团队，联合剑桥大学、韩国基础科学研究所、高丽大学和杜伦大学，通过表面特定振动光谱学和分子动力学模拟，研究了水在氟化钙晶体上的行为，对比了纯净基底与覆盖石墨烯的情况。研究人员通过调节pH值改变基底电荷，追踪了水分子在石墨烯附近的排列。宏观结果显示，基底静电学主导界面水结构，石墨烯的存在未改变润湿透明性。

模拟揭示，在纳米尺度上，基底局部电荷在石墨烯中诱导镜像电荷，改变电场强度和方向，导致水分子重新排列。电荷点平均后，局部效应抵消，宏观润湿性得以保持。石墨烯因此作为基底电荷的纳米尺度镜子，重塑水结构而不影响整体润湿行为。

王永康表示：“观察到的效应具有技术相关性。工程师可考虑基底电荷结构化作为设计参数，以控制界面水。”Yair Litman补充道：“以纳米级精度控制石墨烯电子响应，可用于影响离子分布、水流和界面反应。”

这一多尺度视角为石墨烯在水环境中的应用提供新设计规则，涉及纳米流体膜、电化学储能和神经形态组件等领域，有望提升材料选择性和效率。

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