水异构体自旋转换中毛细效应的动力学

本工作探究了经水动力空化激发的纯 H2O 中毛细效应的动力学，据报道水动力空化会引入水的对位和邻位异构体的非平衡态。使用 0.3mm 和 0.5mm 毛细管以及精密数显游标高度规进行差分测量。水样在 -0.09 MPa 下脱气，温度被平衡。由于异构体的非平衡态预期存在于水面附近类冰结构单元中，毛细管浸入深度设为水面下 10mm、2mm 和约 0.1mm。测量结果显示对照样品与实验样品间表面张力差异为 6.7%–11.3%，最大值约 15.7%。这些近表层效应在激发后 30–60 分钟内被观测到。取自表面的实验样品显示出比对照样品长约 2 倍的移动；其数值在整个实验系列中最大。微操纵工具记录到一个有趣的毛细管内液体停止效应，主要见于实验样品，其中弯月面与表面张力在 0.05–0.1mm 水平上振荡。所述方法有两个主要应用。首先，该测量系统可用作影响黏度和表面张力的基于自旋现象的快速、低成本探测器。其次，由于毛细效应在 Aquaporin 通道和植物输水系统中起重要作用，这些技术可应用于植物传感，特别是树液流测量，以及水培生产。