接近熔点时液态与固态丁醇的表面转变及水吸附

水与有机表面的相互作用在生物系统和许多地球系统过程中至关重要。本文描述了在 160 至 200 K 温度范围内，水分子在液态和固态丁醇上的碰撞与吸附动力学的实验研究。超热 D2O 分子（0.32 eV）在固态和液态丁醇上均发生有效的捕获，仅有少量部分在向表面模式损失 80% 动能后发生非弹性散射。被捕获的分子要么在几毫秒内脱附，要么在较长时间内被丁醇相吸收。高于 180 K 时，水吸附量和表面停留时间随温度升高而增加，表明丁醇表面在低于体相熔点 4.5 K 时发生熔化。水吸附量在熔点附近逐渐变化，且高于 190 K 时被捕获的分子因扩散进入液相而迅速流失。这表明液态丁醇在高于熔点高达 5.5 K 的范围内仍维持着水渗透性有限的表面相。这些表面观测结果表明，在跨越体相熔点的 10 K 范围内，丁醇发生了从固态到液态的渐进式转变，这与体相丁醇及此前研究过的材料的行为形成对比。