针铁矿广泛分布于地表环境，是常温下最稳定的铁的氢氧化物相。针铁矿表面存在多种两性基团，表现出活跃的酸碱化学反应性。然而，目前的实验技术还无法准确得到其表面位点的酸度。刘显东教授团队的通过量子分子动力学自由能计算方法获得了针铁矿（010）、（110）、（021）表面所有可能基团的酸度常数，并确定了不同pH条件下金属离子络合的活性位点，这些结果为认识针铁矿的表界面反应性提供了微观层次的信息。该研究发表在矿物学顶级期刊《American Mineralogist》上（Zhang, Y., Liu, X., Cheng, J. and Lu, X. Interfacial structures and acidity constants of goethite from first principles molecular dynamics simulation. Am. Mineral. 2021, 106, 1736-1743.）。我院博士生张迎春为该论文的第一作者，刘显东教授为通讯作者，陆现彩教授与厦门大学程俊教授为合作作者。
《American Mineralogist》在同期发表“高亮与突破”（Highlights and Breakthroughs）评论文章（Leung, K. First principles molecular dynamics maps out complete mineral surface acidity landscape. Am. Mineral. 2021, 106, 1705-1706.）报道了该研究工作。文章作者Sandia国家实验室Kevin Leung研究员指出，该计算研究全面刻画了针铁矿的表面酸度性质，是表界面矿物学的重要进展。他引用刘显东教授关于矿物表面属性的系列研究(Liu et al. Geochim. Cosmochim. Acta 2013, 2015 ; Zhang et al. Chem. Geol. 2018)及f区元素的研究（Liu et al., Phys. Chem. Chem. Phys. 2016），用以说明量子分子动力学自由能计算方法在地学研究中具有广阔的应用前景，对矿物学、地球化学研究具有极其重要的价值。