Nanoscale Dynamics and Transport in Highly Ordered Low-Dimensional Water

  • Highly ordered and highly cooperative water with properties of both solid and liquid states has been observed by means of neutron scattering in hydrophobic one-dimensional channels with van der Waals diameter of 0.78 nm. We have found that in the initial stages of adsorption water molecules occupy niches close to pore walls, followed later by the filling of the central pore area. Intensified by confinement, intermolecular water interactions lead to the formation of well-ordered hydrogen-bonded water chains and to the onset of cooperative vibrations. On the other hand, the same intermolecular interactions lead to two relaxation processes, the faster of which is the spontaneous position exchange between two water molecules placed 3.2-4 A from each other. Self-diffusion in an axial pore direction is the result of those spontaneous random exchanges and is substantially slower than the self-diffusion in bulk water.

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Autor*innen:M. Russina, G. Gunther, V. Grzimek, Moritz-Caspar Schlegel, C. M. Veziri, G. N. Karanikolos, T. Yamada, Ferenc Mezei
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):The Journal of Physical Chemistry Letters
Jahr der Erstveröffentlichung:2019
Organisationseinheit der BAM:S Qualitätsinfrastruktur
S Qualitätsinfrastruktur / S.3 Ökodesign und Energieverbrauchskennzeichnung
Verlag:ACS Publications
Jahrgang/Band:10
Ausgabe/Heft:20
Erste Seite:6339
Letzte Seite:6344
DDC-Klassifikation:Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Sanitär- und Kommunaltechnik; Umwelttechnik
Freie Schlagwörter:Hydrophobic confinement; Neutron scattering; Water dynamics
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Umwelt
Umwelt / Umwelt-Material-Interaktionen
DOI:10.1021/acs.jpclett.9b02303
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei im Netzwerk der BAM verfügbar ("Closed Access")
Datum der Freischaltung:14.10.2019
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:14.10.2019
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