二氧化硅上水纳米膜中的时间反相关亚扩散暗示近表面粘弹性
软凝聚态物质
2020-01-20 v1 材料科学
摘要
我们使用单分子追踪探测界面水的局部流变学。作为环境相对湿度的函数，我们在二氧化硅表面追踪了荧光罗丹明分子，相对湿度控制了冷凝水纳米膜的厚度。在低湿度下，分子在孤立吸附位点附近表现出受限扩散，其结合刚度常数呈宽泛分布；随后的化学或物理表面钝化选择性地消除了较硬的结合位点。在湿度升高时，分子级薄水膜冷凝，允许罗丹明分子近表面输运。运动呈亚扩散，反常指数随纳米膜厚度增加而增大。分子轨迹在时间上反相关、遍历，但也具有瞬态结合与间歇扩散特征。统计建模表明，水纳米膜中的这种复杂运动具有分数布朗运动与连续时间随机游走的联合特征。这与粘弹性纳米膜内的扩散一致，暗示二氧化硅表面附近存在持久的分子结构。
引用
@article{arxiv.2001.06072,
title = {Temporally Anticorrelated Subdiffusion in Water Nanofilms on Silica Suggests Near-Surface Viscoelasticity},
author = {Raphael Sarfati and Daniel K. Schwartz},
journal= {arXiv preprint arXiv:2001.06072},
year = {2020}
}