磷酸盐玻璃中离子运动的研究

磷酸盐玻璃是一种多用途化合物，因其在燃料电池和治疗离子的生物材料中的应用而引起人们的兴趣。欧洲杯足球竞彩

P₂O₅-构成磷酸盐玻璃结构网络的化合物，是由磷组成的，磷是一种与氧结合时能形成不同键合结构的元素。

对于磷酸盐玻璃的实际应用来说，其物理化学特性至关重要——例如，决定磷酸盐玻璃基生物材料在体内溶解速度的水化反应依赖于离子在玻璃中的扩散。因此，为了提高磷酸盐玻璃的物理化学性能，了解其结构与离子扩散之间的关系是很重要的。

然而，在原子水平上研究这种相互作用是困难的，这促使研究人员寻找一个适当的过程，以突出离子扩散过程的细节。

在最近的一项研究中，来自名古屋工学院，从理论上破译了磷酸盐玻璃水化反应过程中的离子扩散机制。这项研究已经发表在杂志上物理化学．

在全连通P中₂O₅在磷酸基玻璃中，每个磷酸单元中的三个氧原子与相邻的磷原子相连。为了分析磷酸盐玻璃中离子在水化过程中的动力学，科学家们采用了一个带有Q的磷酸盐模型_P²和问_P^3.每个PO有两个和三个桥接氧₄分别为四面体和六个配位硅结构。

该团队使用了一种名为“第一性原理分子动力学(MD)模拟”的理论计算方法来检查质子和钠离子在玻璃中的扩散。田村博士解释了他们采用非常规方法的理由。

第一性原理MD模拟使我们假设了水向硅磷酸盐玻璃渗透扩散的初始阶段，并首次阐明了质子和无机离子的扩散．

田村友之博士，名古屋工学院

根据他们的观察，科学家们提出了一种机制，即质子“跳”，并通过氢键吸附到附近磷酸盐的非桥接氧或“悬浮”氧原子上。但是在他们使用的磷酸盐玻璃模型中，Q_P²磷酸单元对质子扩散的贡献大于Q_P^3.磷酸单位。

研究人员发现，磷酸盐网络结构的形态，或玻璃的“骨架”，高度影响离子的扩散。他们还观察到，在钠离子存在的情况下，一个质子在Q上的吸附_P²磷酸单元减弱了钠离子与氧离子之间的静电相互作用，诱导钠离子的链扩散。

对有效治疗和预防的新型生物材料的需求日益增长，磷酸盐眼镜随时可以满足这欧洲杯足球竞彩种日益增长的需求。包括年轻人和老年人在内的很大一部分人口患有与肌肉和骨骼衰弱相关的疾病。

水溶性磷酸硅玻璃是一种很有前途的提供药物或无机离子促进组织再生的候选材料，我们的研究使玻璃技术的研究朝着实现这一目标又迈进了一步。

田村友之博士，名古屋工学院

科学家们的新认识肯定会对现实世界产生强烈的影响，并可能导致燃料电池和生物可吸收材料研究的进展。欧洲杯足球竞彩

期刊引用:

高田,K。等．(2021)质子和钠离子在硅磷酸盐玻璃中的扩散:基于第一性原理分子动力学模拟的见解。物理化学．doi.org/10.1039/D1CP01646F．

来源:https://www.nitech.ac.jp/eng