銅憑借其優(yōu)異的導(dǎo)熱導(dǎo)電性，在工業(yè)及海洋工程領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。通常情況下，堿性環(huán)境可在銅表面形成以Cu₂O為主的鈍化保護(hù)膜，有效抑制腐蝕。然而，在富含氯離子的海洋環(huán)境中，該保護(hù)膜極易破壞脫落，導(dǎo)致材料失效。盡管先前研究提出了多種失效機(jī)制（如應(yīng)力誘導(dǎo)斷裂、局部溶解變薄、孔洞誘導(dǎo)坍塌等），但對于氯離子如何在原子尺度上促進(jìn)Cu₂O鈍化膜破裂的精確過程與主導(dǎo)機(jī)制，科學(xué)界長期以來缺乏清晰認(rèn)識。

為準(zhǔn)確理解這一機(jī)制，中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所常可可團(tuán)隊與人工光合成與能源催化團(tuán)隊通力合作，綜合運用第一性原理熱力學(xué)計算、基于機(jī)器學(xué)習(xí)勢的分子動力學(xué)模擬及約束分子動力學(xué)等先進(jìn)計算方法，取得了突破性發(fā)現(xiàn)：（1）氯離子在Cu₂O表面發(fā)生強(qiáng)化學(xué)吸附；（2）氯離子的表面吸附顯著降低銅原子溶出能壘；（3）氯離子吸附導(dǎo)致表面空位形成速率遠(yuǎn)超內(nèi)部擴(kuò)散速率。基于這些原子尺度的深入洞察，研究團(tuán)隊從微觀動力學(xué)層面明確揭示了氯離子誘發(fā)Cu₂O保護(hù)膜破壞的主導(dǎo)機(jī)制為局部溶解變薄機(jī)制。該機(jī)制的核心在于，氯離子吸附一方面強(qiáng)力加速表層銅原子的溶解流失，另一方面顯著抑制了表面空位向材料內(nèi)部的擴(kuò)散速率。這種空位形成與擴(kuò)散的巨大速率差異導(dǎo)致高濃度的表面空位無法及時“愈合”，從而在局部區(qū)域引發(fā)鈍化膜急劇減薄并最終破裂。