Nat. Commun.:電子轉移至溶劑動力學模擬


在水溶性鹵化物中的電子轉移至溶劑狀態是研究電子向溶劑轉移動力學的理想系統,這涉及電子激發與溶劑極化之間的復雜相互作用。盡管進行了大量的實驗研究,但電子轉移至溶劑動力學的物理圖像仍然不夠完整。

近日,蘭晶崗博士及其合作者通過結合從頭算分子動力學和機器學習方法,研究了電子激發過程中的結構、動力學和自由能變化,揭示了電子和溶劑極化之間復雜的相互作用。研究結果以原子層面的過程和機制,揭示了電子轉移過程。在這項研究中,通過結合從頭算分子動力學和機器學習方法,全面了解了水溶性碘化物中CTTS(電子轉移至溶劑)過程中電子與溶劑演化的相互作用。這一成果近期以Dynamics of the charge transfer to solvent process in aqueous iodide為題發表在Nature Communications,文章的第一作者和通訊作者是蘭晶崗博士。

當電子激發時,碘原子附近的水分子會在百飛秒級的時間尺度內重新調整其取向。在這一初步調整之后,系統會經歷進一步的結構放松,最終形成接觸對狀態,其中碘和激發電子共享同一個溶劑化殼層,I-e距離在3.3-4.3 ?范圍內。4.3 ?的距離標志著一個自由能最小值,在這個位置上,碘和激發電子共享一個水分子,而不呈現各自的溶劑化殼層。通過對結構特性和自由能剖面的分析,我們對CTTS、接觸對、溶劑分離和水合電子狀態進行了歸類。特別是,我們的研究提供了電子激發后短時間內接觸對形成過程的完整描述。為這些狀態計算的垂直結合能與實驗數據極為吻合,從而支持了我們的歸類的有效性。總的來說,這一發現強調了溶劑和溶質在電子脫附過程中相互作用的復雜性并闡釋了電子轉移過程及其背后的微觀機制。

原文鏈接:https://www.nature.com/articles/s41467-024-46772-0

作者介紹:

蘭晶崗博士,教研副教授及獨立PI。曾在華東理工大學、馬德里自治大學和蘇黎世大學學習,并在瑞士洛桑理工學院和紐約大學進行博士后研究。研究方向涵蓋第一性原理分子動力學和機器學習,專注于電化學界面和溶劑化電子等復雜體系的研究。他已在包括Nat. Commun、PNAS、Angew、Chem. Sci等頂級期刊上發表約30篇論文。曾獲得Erasmus Mudus Scholarship、Simons Foundation Fellowship、SNF Ambizione Grant以及高層次青年人才項目(海外)等榮譽,代表性論文包括:

  • Commun. 12.1 (2021): 766.
  • Commun. 15.2544(2024).
  • Chem. Int. Ed. 61.38 (2022): e202209398.
  • Sci. 13.13 (2022): 3837-3844.
  • Phys. Chem. Lett. 11.9 (2020): 3724-3730.
  • Natl. Acad. Sci. 119.29 (2022): e2118166119.
  • Phys. Chem. C 122.42 (2018): 24068-24076.

課題組招聘:

中科院深圳理工大學(籌)的蘭晶崗課題組,招聘包括博士后(2-5名),研究助理教授(1-2名),以及研究助理(1-3名),招聘長期有效。博士后職位為期兩年,表現優秀者有晉升為研究助理教授的機會。我們的團隊致力于通過清晰的職業發展路徑,為優秀人才提供從博士后研究員—研究助理教授—研究副教授(長聘,可選擇獨立)—研究教授(長聘,可獨立PI)的晉升機會。我們為博士后和研究助理教授提供年薪30萬至45萬人民幣的具有競爭力的薪酬待遇,QS、USNEWS等排名前200的博士畢業生起薪為40萬人民幣。科研助理職位年薪10萬元,根據個人專業能力調整,優秀者有機會被推薦繼續深造或加入博士項目。課題組注重個人成長和工作生活平衡,提供豐富的學術交流機會,包括與蘇黎世大學、倫敦大學學院(UCL)、洛桑聯邦理工學院(EPFL)和劍橋大學等世界知名機構的合作與交流。我們還為員工提供至少10000人民幣的年度差旅支持,用于參加夏季學校、會議等學術活動,以促進知識的深入和拓寬研究視野。

研究方向包括但不限于:

1.電化學:開發計算方法以解決電化學中的科學問題。

2.溶劑化電子:通過建立或應用現有計算方法研究溶劑化電子的反應性。

3.研究助理教授的開放項目:鼓勵在計算化學領域提出自己的研究項目,特別是計算材料、計算生物學和高通量藥物篩選等領域。

應聘要求:

1.相關領域內已獲得或即將獲得博士學位的博士后,年齡不超過35歲,博士畢業不超過3年。

2.研究助理教授需具備至少兩年的博士后經驗。

3.良好的編程能力,特別是Fortran和Python語言,熟悉機器學習者優先考慮。

4.有使用CP2K、VASP、Quantum Espresso、Lammps、Gromacs、i-PI或deepMD等計算軟件的經驗者優先。

5.能夠獨立開展科研工作,有一作SCI論文發表記錄。

6.身心健康,熱愛生活,能夠平衡工作與生活。

請將您的申請材料(包括個人簡歷、1-3篇代表性論文等)發送至我的郵箱jinggang.lan@hotmail.com

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