过冷水的压力效应：水的二维模型与蛋白质表面水实验的比较
软凝聚态物质
2009-11-13 v2 统计力学
摘要
体相水的实验证实了存在两种不同密度的水分子局部排布，但由于低温 T 下不可避免的冻结，无法确定这两种排布是否会分离成两相。为避免冻结，新的实验测量了蛋白质表面低温水的动力学，发现在高 T 下的非阿伦尼乌斯区与低 T 下近似为阿伦尼乌斯区之间存在一个转变。受这些实验的启发，Kumar 等人 [Phys. Rev. Lett. 100, 105701 (2008)] 通过蒙特卡洛模拟和平均场计算，研究了水的元胞模型中动力学转变与两种液相共存的关系，并预测：(i) 动力学转变是等时的，即转变时间 τ_L 的值近似与压力 P 无关；(ii) 低 T 区的阿伦尼乌斯活化能 E_A(P) 随 P 增加而减小；(iii) τ 达到固定宏观时间 τ* ≥ τ_L 时的温度 T*(P) 随 P 增加而降低；特别是，对于 τ = τ_L 时的转变温度 T_L(P) 也是如此。在此，我们将这些预测与 X.-Q. Chu 等人最近在不同 P 值下对水合蛋白进行的准弹性中子散射（QENS）实验进行比较。我们发现这些实验与上述三项预测一致。
引用
@article{arxiv.0810.0015,
title = {Pressure Effects in Supercooled Water: Comparison between a 2D Model of Water and Experiments for Surface Water on a Protein},
author = {Giancarlo Franzese and Kevin Stokely and Xiang-qiang Chu and Pradeep Kumar and Marco G. Mazza and Sow-Hsin Chen and H. Eugene Stanley},
journal= {arXiv preprint arXiv:0810.0015},
year = {2009}
}
备注
18 pages, 5 figures, to appear on J. Phys.: Cond. Mat