限域作用会对水分子的各种性质产生影响，导致填充满的水性质和自由状态的体相水性质有较大区别，有鉴于此，J.Heyrovský物理化学研究所Martin Kalbac、捷克查理大学Jana Vejpravova等报道了将水分子固定在石墨烯的纳米结构中，通过将气相沉积法制备的石墨烯通过硝化纤维素转移，将水分子捕捉到原子层厚石墨烯膜中，形成规则排列的均匀褶皱，侧面厚度为4 nm。作者通过冷冻Raman光谱表征了限域在石墨烯单层中的随温度变化的水分子相变。

本文要点：

（1）

石墨烯单层结构形成一系列褶皱，同时起到两个作用：对水分子限域、作为非常敏感的探针，对水分子结构的变化进行表征。

（2）

通过分子动力学DFT计算模拟了实验，结果显示在~200 K限域的冰界面发生溶解，该过程中伴随着石墨烯中的掺杂、应力变化，通过Raman表征方法进行验证。~240 K中进行溶解，在266 K冰完全变为水。

参考文献

Tim Verhagen, Jiri Klimes, Barbara Pacakova, Martin Kalbac,* and Jana Vejpravova*, Anomalous Freezing of Low-Dimensional Water Confined in Graphene Nanowrinkles, ACS Nano. 2020  

DOI: 10.1021/acsnano.0c03161

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.0c03161