来自韩国和美国的实验和计算物理化学家合作团队在电化学领域取得了重要发现，揭示了水分子在金属电极附近的运动。

　　这项研究对推进下一代利用水性电解质的电池具有深远的意义。

　　在纳米领域，化学家通常使用激光来照亮分子，并测量分子的光谱特性来可视化分子。然而，研究金属电极附近水分子的行为被证明是具有挑战性的，因为电极本身的金属原子具有压倒性的干扰。

　　此外，远离电极表面的水分子也影响了外加光的响应，使液体-金属电极界面上分子的选择性观察复杂化。

　　在威斯康星大学麦迪逊分校的Martin Zanni教授和基础科学研究所(IBS)分子光谱学和动力学中心的CHO Minhaeng主任的带领下，利用新开发的光谱学技术和计算机模拟解决了这一挑战。

　　为了尽量减少金属的干扰，作者在电极表面涂上了特殊设计的有机分子。然后，采用表面增强飞秒(10-15秒)二维振动光谱法观察金属电极附近水分子的运动变化。

　　研究人员首次观察到，根据施加在金属电极上的电压的大小和极性，水分子在电极附近的运动要么减速要么加速。

　　“当电极上施加正电压时，附近水分子的运动减慢。相反，当施加负电压时，在飞秒振动光谱和计算机模拟中都观察到相反的情况，”Kwac博士解释说。

　　“这项研究的结果为理解电化学反应提供了关键信息，为未来研究和开发水电解质电池提供了必要的物理见解，”IBS分子光谱与动力学中心主任CHO Minhaeng评论道，他是该研究的通讯作者。

　　这一结果暗示了电极表面涉及水的电化学反应与界面水分子动力学之间的密切关系。预计这不仅会促进我们对基本电化学过程的理解，而且还会为设计更高效和可持续的电池技术铺平道路。

　　这项研究发表在《美国国家科学院院刊》上。