Упорядочение дипольных моментов молекул в наноразмерном кластере воды

Методом классической молекулярной динамики выполнено моделирование кластера воды, содержащего 1000 молекул. Расчет проведен для “гибкой” версии TIP4P-потенциала взаимодействия при постоянной температуре кластера 180 К. Обнаружено, что стабильными структурами являются кластеры с твердым кристаллическим или аморфным ядром, окруженным жидкоподобной оболочкой. Для структур обоих типов обнаружено ферроэлектрическое упорядочение дипольных моментов молекул центральной части кластера, приводящее к большому суммарному дипольному моменту этих групп молекул. Однако этот эффект компенсируется диполями периферийных слоев кластера, и, в целом, средний дипольный момент кластера оказывается существенно меньше того, что наблюдался бы при случайной ориентации молекул в кластере.