Wassermobilität in der grenzflächeninduzierten Schmelzschicht von Eis/Tonmineral‐Nanokompositen
Abstract An Festkörper/Eis‐Grenzflächen bildet sich bereits bei Temperaturen unterhalb des Volumenschmelzpunkts bei 0 °C eine grenzflächeninduzierte Schmelzschicht. Die strukturellen und dynamischen Eigenschaften innerhalb der Schmelzschicht sind Gegenstand intensiver Diskussionen. Hier wurde der Di...
Published in: | Angewandte Chemie |
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Main Authors: | , , , , , |
Other Authors: | , |
Format: | Article in Journal/Newspaper |
Language: | English |
Published: |
Wiley
2021
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Subjects: | |
Online Access: | http://dx.doi.org/10.1002/ange.202013125 https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/ange.202013125 https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full-xml/10.1002/ange.202013125 |
Summary: | Abstract An Festkörper/Eis‐Grenzflächen bildet sich bereits bei Temperaturen unterhalb des Volumenschmelzpunkts bei 0 °C eine grenzflächeninduzierte Schmelzschicht. Die strukturellen und dynamischen Eigenschaften innerhalb der Schmelzschicht sind Gegenstand intensiver Diskussionen. Hier wurde der Diffusionskoeffizient D t von Wasser in Eis/Tonmineral‐Nanokompositen mit quasielastischer Neutronenstreuung bestimmt. Proben aus hydrophilem Vermikulit mit negativer Oberflächenladung, ungeladenem hydrophilem Kaolin und hydrophoberem Talk dienen als Modellsysteme für Permafrost. Unterhalb des Volumenschmelzpunkts nimmt D t rasch ab; unter −4 °C werden Plateauwerte erreicht. Bei diesen Temperaturen ist D t in der Schmelzschicht um bis zu einen Faktor 2 im Vergleich zu unterkühltem Wasser reduziert. In Proben aus geladenem Vermikulit wurde die geringste Wassermobilität beobachtet, gefolgt von Kaolin und dem hydrophoberen Talk. Diese Befunde werden durch die intermolekularen Wechselwirkungen von Wasser mit den verschiedenen Mineraloberflächen sowie die Anreicherung der “Low‐Density Liquid Water”(LDL)‐Wasserkomponente an Grenzflächen erklärt. |
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