Probing atomic-scale processes at the ferrihydrite-water interface with reactive molecular dynamics
Notice bibliographique
Résumé
Interfacial processes involving metal (oxyhydr)oxide phases often control the mobility and bioavailability of nutrient and contaminant elements in soils, sediments, and water. Consequently, these processes influence ecosystem health and functioning and have shaped the biological and environmental co-evolution of Earth over geologic time. Here we employ reactive molecular dynamics simulations, supported by synchrotron X-ray spectroscopy, to derive accurate surface complexation model constants for ferrihydrite-water systems containing aqueous \ce{MoO_4^{2-}}. This is achieved by employing a force-field that is adept at capturing the realistic dynamics of surface restructuring, surface charge equilibration, and the evolution of the interfacial water hydrogen bond network in response to adsorption processes or proton transfer events. We inform surface complexation models by exploring the free energy landscape of \ce{MoO_4^{2-}} adsorption at the ferrihydrite-water interface at different concentrations. We find how hydration and adsorption induce changes in surface charge, prompting the surface to restructure into more disordered ferrihydrite phases. We observe how the dynamics of adsorbed complexes are concentration-dependent and how surface restructuration, along with adsorption, influence the interfacial hydrogen bond network. By incorporating reactivity, reactive molecular dynamics opens new avenues to study mineral-water interfaces, enriching and refining surface complexation models beyond their foundational assumptions.
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Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».