水的三维限域：H2O呈现长程（>50 nm）结构而D2O无此现象
化学物理
2022-10-12 v1
摘要
水是生命之源，这得益于其三维自适应氢（H）键网络。该网络的限域可能导致影响化学与物理转化的剧烈结构变化。尽管限域效应出现在 < 1 nm 的长度尺度上，但其上限长度尺度尚不清楚。在此，我们研究了 58–140 nm 长度尺度上的三维限域。通过将水限制在不同尺寸的两性离子脂质体中，并利用二次谐波散射（SHS）测量氢键网络构象的变化，我们确定了轻水与重水中的长程限域效应。D2O 在 < 58 nm（< 3.10^6 个 D2O 分子）内未显示出可检测的三维限域效应。H2O 则明显不同：囊泡包裹的内部氢键网络具有与外部网络不同的构象，且 SHS 响应随限域空间的体积而缩放。H2O 在 > 140 nm（> 4.10^7 个 H2O 分子）的距离上均显示出限域效应。
引用
@article{arxiv.2205.14037,
title = {3D confinement of water: H2O exhibits long-range (> 50 nm) structure while D2O does not},
author = {N. Dupertuis and O. B. Tarun and C. Lütgebaucks and S. Roke},
journal= {arXiv preprint arXiv:2205.14037},
year = {2022}
}
备注
17 pages, 2 figures