质子交换膜燃料电池催化层中，催化剂/离聚物界面的结构和传输特性受到墨水组分间相互作用的显著影响。然而，由于仪器手段的限制，微观分子层次的相互作用和纳米尺度界面信息难以直接观测。因此，我们采用分子动力学模拟方法，研究燃料电池催化层墨水中离聚物与溶剂的相互作用及其对氧气传输特性的影响。

研究发现，当离聚物分散在以异丙醇为主的溶剂中时，由于异丙醇的介电常数相对较低，含氟磺酸离聚物会形成类似反胶束的结构。这种结构由紧密的磺酸根-水合氢离子对簇组成，外层由主链包围。在催化剂墨水中，这种结构得以保持，从而抑制磺酸根在铂表面的吸附，导致催化剂层中铂周围形成相对低密度但较厚的离聚物聚集体。而水的强溶剂化作用和介电屏蔽能力则促使磺酸根在溶液中均匀分布，增强磺酸根的吸附作用，并在催化剂层中的铂表面形成致密的离聚物薄膜。因此，随着水被加入到以IPA为基础的催化剂墨水中，离聚物薄膜在铂周围趋于变薄但更致密，导致氧气传输路径缩短，然而氧气扩散性降低。这一过程中，氧气传输阻力与混合溶剂中水含量呈现非单调关系，研究表明在水体积分数为50%时，性能达到最佳状态。

  （通讯员：郑臻颖）