大规模分子模拟揭示弱聚电解质水凝胶中动态电荷调控对离子传输的增强机制

研究用大规模分子模拟拆解弱聚电解质水凝胶中小离子传输的耦合机制，发现离子自扩散对水凝胶 pKa 和盐浓度呈明显非单调依赖，多价离子尤为突出。允许水凝胶骨架动态调节电荷后，这种非单调性消失，三价离子的扩散系数提升 2 倍以上。作者将其归因于质子化辅助的跳跃机制持续重塑局部静电环境，为离子解绑提供平移逃逸之外的额外分子尺度路径，并据此提出下一代离子导电水凝胶的分子设计原则。