通过时间分辨光学克尔效应光谱研究纳米受限水中的过冷和冻结过程

利用外差探测光学克尔效应 (HD-OKE) 测量，我们研究了不同水合水平和温度下纳米受限在 Vycor 多孔二氧化硅样品（孔径$\simeq~4~nm$）中水的振动动力学和结构弛豫。在低水合水平（对应于两个完整的表面水层）下，不发生冻结，水在所有研究温度下保持流动，其动态特征与体相水相似但不完全相同。完全水合的样品在约 248 K 时显示出冰的形成，该过程不涉及所有contained 水；其中一部分保持在过冷相。从时间依赖的 HD-OKE 信号衰减测得的结构弛豫时间显示出受水合水平显著影响的温度依赖性；而通过 HD-OKE 信号傅里叶变换获得的低频 ($\nu<500~cm^{-1}$) 振动光谱受受限效应的影响较小。