幻數效應是：包含有特定數目水分子的鈉離子水合物具有異常高的擴散能力，遷移率比其他水合物要高1-2個量級，甚至遠高於體相離子的遷移率。
這種幻數效應來源於離子水合物與表面晶格的對稱性匹配程度。
具體來說，包含1、2、4、5個水分子的離子水合物總能通過調整找到與NaCl襯底的四方對稱性晶格匹配的結構，因此與襯底束縛很緊，不容易運動。
而含有3個水分子的離子水合物，卻很難與四方對稱性的NaCl襯底匹配，因此會在表面形成很多亞穩態結構，再加上水分子很容易圍繞鈉離子集體旋轉，使得離子水合物的擴散勢壘大大降低，遷移率顯著提高。
分子動力學模擬結果表明，這壹幻數效應可以在很大壹個溫度範圍內存在（包括室溫）。此外，這種動力學幻數效應具有壹定的普適性，適用於相當壹部分鹽離子體系。
擴展資料
由於離子與水之間的相互作用，離子不僅會影響水的氫鍵網絡構型，而且會影響水分子的各種動力學性質，比如：水分子的振動、轉動、擴散、質子轉移等。
反過來，水分子在離子周圍形成水合殼層，會對離子的電場產生屏蔽，並影響離子的動力學性質，比如：離子的輸運和傳導等。尤其是在受限體系（比如納米流體）中，由於尺寸效應，這種影響尤為明顯。
離子水合物的微觀結構和動力學壹直是學術界爭論的焦點。早在19世紀末，人們就意識到離子水合的存在並開始了系統的研究，最早的實驗研究可以追溯到1900年德國著名物理化學家Walther
Nernst的遷移實驗（Transference
experiments）。
雖然經過了壹百多年的努力，離子的水合殼層數、各個水合層中水分子的數目和構型、水合離子對水氫鍵結構的影響、決定水合離子輸運性質的微觀因素等諸多問題，至今仍沒有定論。
尤其是對於界面和受限體系，由於表面的不均勻性和晶格的多樣性，水分子、離子和表面三者之間的相互作用使得這個問題更加復雜。究其原因，關鍵在於缺乏單原子、單分子尺度的表征和調控手段，以及精準可靠的計算模擬方法。
北京大學新聞網-揭示水合離子的微觀結構和幻數效應