Binnen brandstofcellen, batterijen, en biologische systemen, ionenparen in water kunnen chemische reacties beïnvloeden. Meer weten over hoe water deze reacties beïnvloedt, zou nuttig kunnen zijn. Theoretici ontwierpen een eenvoudige, elegante methode die de invloed verklaart. Hun methode laat zien hoe water rond ionen beweegt en ervoor zorgt dat ze naar elkaar toe trekken of uit elkaar blijven.

Ionenparing kan een belangrijke factor zijn in chemische en biologische processen. Het verbinden van ionen omvat complexe bewegingen van netwerken gemaakt van watermoleculen. De aanpak van het team biedt inzicht in ionen en hoe ze paren. De resultaten zullen wetenschappers laten voorspellen, controle, en stem de structuur af, functie, en dynamiek van ionen en gerelateerde processen.

De associatie of dissociatie van ionenparen in water is aanwezig in chemische reacties in brandstofcellen, batterijen, en menselijke cellen. Wetenschappers hebben moeite gehad om te begrijpen hoe watermoleculen die zich rond de ionen clusteren, de reacties beïnvloeden. De uitdaging? Traditionele rekenmodellen bevatten vaak te veel informatie om de gewenste features te onthullen. Een team van theoretici ontwierp een eenvoudig, elegante methode die laat zien hoe water rond ionenparen beweegt en beïnvloedt of ze samentrekken of uit elkaar blijven. Om de theorie voor ionenparen te ontwikkelen, het team onderzocht de afstand tussen de ionen en het aantal watermoleculen rond het individuele ion of het ionenpaar.

De aanpak toepassen, het team onthulde dat ionendissociatie in twee fasen plaatsvindt. Eerst, er is een toename van het aantal watermoleculen rond elk ion. Tweede, de ionen bewegen uit elkaar. Om ionen samen te voegen, watermoleculen moeten uit de weg gaan. Waterverplaatsing is de kritische, snelheidsbeperkende stap. Het raamwerk van het team is gebaseerd op de theorie van Marcus, oorspronkelijk ontworpen om te berekenen hoe snel elektronen tussen moleculen in oplossingen worden overgedragen en later uitgebreid naar andere transformaties. De methode van het team biedt een beter begrip van ionenparen waarmee onderzoekers de structuur kunnen controleren en afstemmen, functie, en dynamiek van ionenparen in verschillende systemen, van de interacties van eiwitten met DNA tot de beweging van ionen in batterijen.