Электрокристаллизация переохлажденной воды, заключенной между графеновыми слоями

Ключевой особенностью кристаллизации переохлажденной воды в конфайнменте под воздействием внешнего стационарного электрического поля является то, что структурное упорядочение здесь определяется не только обычными термодинамическими и кинетическими факторами — уровнем переохлаждения, разностью химических потенциалов для жидкости и кристалла, вязкостью, – но также величиной и направлением приложенного электрического поля, размером системы (размерные эффекты), геометрией ограничивающих поверхностей. В настоящей работе рассматривается электрокристаллизация переохлажденной воды при температуре $T=268$ K, заключенной между параллельными, идеально ровными слоями графена. Установлено, что структурное упорядочение определяется двумя характерными режимами. Начальный режим соотносится с ориентацией дипольных молекул воды под действием внешнего электрического поля. Последующий режим характеризуется релаксацией метастабильной системы в кристаллическую фазу. Однородное электрическое поле, приложенное перпендикулярно графеновым слоям, препятствует структурному упорядочению, тогда как поле, приложенное в боковом направлении, способствует формированию фазы кубического льда Ic.