纳米限域在室温下诱导 ice-VII 的成核
软凝聚态物质
2024-11-21 v1
摘要
预测表明，限域条件下水的氢键（HB）网络具有与体相水不同的结构。然而，尚未实现对结构的直接测量。在此，我们展示了限域诱导水结冰的实验证据。我们直接探测了在云母基底和精确控制的等离激元活性银尖端之间形成并受限的水纳米弯月面的 HB 网络。通过采用针尖增强拉曼光谱（TERS），我们在室温及亚纳米限域下观察到水分子 OH 拉伸带中出现了一个新颖的双供体-双受体（DDAA）峰。该拉曼峰表明存在水的固相，即具有体心立方（bcc）晶胞的 ice-VII。有趣的是，我们观察到随着限域减弱，发生了从 bcc DDAA（ice-VII）到四面体 DDAA 的结构转变。此外，通过识别 HB 网络的空间分布，我们发现 ice-VII 的 bcc DDAA 网络主要存在于受限水的内部，而不是在空气/水或固体/水界面处。这表明，在强受限空间中出现 ice-VII 可能是极端限域条件下水的一般特性。
关键词
引用
@article{arxiv.2411.12975,
title = {Nano-confinement induced nucleation of ice-VII at room temperature},
author = {Jonggeun Hwang and Dongha Shin and Brendan T. Deveney and Manhee Lee and Xingcai Zhang and Wonho Jhe},
journal= {arXiv preprint arXiv:2411.12975},
year = {2024}
}