借助色心中心探测人工纳米通道中的慢水

Daniela Pagliero; Rohma Khan; Kapila Elkaduwe; Ankit Bhardwaj; Kang Xu; Abraham Wolcott; Gustavo López; Boya Radha; Nicolas Giovambattista; Carlos A. Meriles

借助色心中心探测人工纳米通道中的慢水

介观与纳米尺度物理 2024-12-30 v1

作者: Daniela Pagliero , Rohma Khan , Kapila Elkaduwe , Ankit Bhardwaj , Kang Xu , Abraham Wolcott , Gustavo López , Boya Radha , Nicolas Giovambattista , Carlos A. Meriles

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摘要

分子在流体中的纳米尺度约束会导致黏度增大、局部流体有序性或集体运动. 这种约束也会影响离子传输和/或化学反应的速率和平衡浓度, 因此备受广泛关注. 然而, 研究这些效应却因缺乏具有所需灵敏度和空间或时间分辨率的实验方法而备受挑战. 本文利用晶体中浅层氮-空位 (NV) 中心来探测被困于约 6 纳米高的由晶体和悬挂的六方硼氮化物 (hBN) 片形成的通道中的室温水分子动力学. NV 使能的核磁共振测量揭示了囊水质子的自扩散率显著降低, 远低于 Bulk 水. 我们认为缓慢的动力学源于光生载流子在界面和被困流体中的积聚, 并通过分子动力学建模予以支持. 我们的结果为描述界面水的理论提供了反馈, 并为探索其他受约束流体提供了研究路径.

关键词

氮-空位中心纳米尺度约束水动力学核磁共振扩散率

引用

@article{arxiv.2412.18969,
  title  = {Slow water in engineered nano-channels revealed by color-center-enabled sensing},
  author = {Daniela Pagliero and Rohma Khan and Kapila Elkaduwe and Ankit Bhardwaj and Kang Xu and Abraham Wolcott and Gustavo López and Boya Radha and Nicolas Giovambattista and Carlos A. Meriles},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2412.18969},
  year   = {2024}
}

借助色心中心探测人工纳米通道中的慢水

摘要

关键词

引用

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