水被关进微小空间里，到底会发生什么？

自然界和技术中广泛存在纳米级空隙，例如纳米孔道、薄膜和生物通道。水在其中的行为长期存在争议：过去研究发现纳米受限水似乎更容易发生自电离（分裂为H₃O⁺和OH⁻），但不同实验结果相互矛盾。本研究通过高精度机器学习模拟揭示，真正起主导作用的是受限空间内产生的极高内部压力（可达数吉帕，相当于地球深部压力），而非‘受限’这一几何因素本身。当把纳米水与普通水在相同压力和化学势下对比时，两者电离程度几乎一致。此外，包围水的材料表面化学性质至关重要：六方氮化硼（hBN）表面能与生成的OH⁻离子发生化学键合，稳定离子、降低电离能垒；而石墨烯表面惰性，无此效应。因此，水的纳米反应性取决于压力和界面化学的协同作用，而非单纯尺寸限制。该成果统一了以往矛盾结论，提出‘压力+表面设计’双调控策略，对氢燃料电池、离子选择膜、电池及催化系统等能源技术具有重要指导意义。