人們對界面水的介電響應(yīng)的理解依賴于近似線性響應(yīng)，即外電場誘導(dǎo)線性比例極化。這意味著對場的符號具有反對稱性。然而，原子模擬表明，界面水的極化可能與線性響應(yīng)有很大的偏差。
研究人員提出了一項(xiàng)針對這個(gè)問題的實(shí)驗(yàn)研究。他們測量了單層石墨烯電極附近重水的振動和頻率產(chǎn)生譜，以研究其在受控電化學(xué)條件下對外部電場的響應(yīng)。OD拉伸的光譜顯示正負(fù)電極電荷明顯不對稱。
當(dāng)負(fù)電荷低于5×1012電子每平方厘米時(shí)，觀察到非氫鍵OD基團(tuán)指向石墨烯表面的峰值頻率為每厘米2700次。在中性或正極電位下，這種“自由OD”峰突然消失，而光譜顯示氫鍵OD物種的寬峰為2300~2650/厘米。
米勒定律將振動和頻率產(chǎn)生響應(yīng)與介電常數(shù)聯(lián)系起來。觀察到的與每米±3×108伏特電場線性響應(yīng)的偏差使人們對將界面水作為簡單介質(zhì)處理的有效性提出了質(zhì)疑。
