液体水におけるバルク粘度の分子起源-物理化学化学物理学(RSC Publishing)

xmlns=”http://www.rsc.org/schema/rscart38水分子の急速な平衡ゆらぎは、レオロジー応答に密接に関連しています。 一般的に水または水素結合液体の場合、この関係は理論モデルを複雑にし、関連する平衡運動のタイムスケールとnautreの明確な観察を必要とする強い指向性相互作用のために自明ではない考慮事項である。 最近の研究では、短距離サブピコ秒運動のタイムスケールと液体水中のせん断粘度応答の暗黙のタイムスケールの一致を示しています。 ここでは、中性子および光散乱法は、実験的にバルク粘度のタイムスケールを説明し、関連する分子緩和の説明を提供するために使用されています。 ブリルアン散乱はバルク粘度のタイムスケールを確立するために使用されており、マクスウェルのアプローチを借りて、バルク粘度σとバルク弾性率Kの比は、1-2psのオーダーで280Kから303Kの温度範囲で現れる緩和時間tBをもたらす。 次に,非弾性中性子散乱を用いて水と重水の運動を分子スケールで記述し,コヒーレント散乱データとインコヒーレント散乱データの両方を提供した。 1-2psのタイムスケールでの水陽子の回転運動は、水のインコヒーレント散乱スペクトルで明らかであるが、最初の鋭い回折ピークの長さスケールでのD2Oからのコヒーレントスペクトルは、水の微視的な密度ゆらぎを記述し、1-2psの同等のタイムスケールで水構造の緩和を確認する。 これら三つのタイムスケールの一致は、せん断粘度に関連する緩和よりも約三倍遅い1-2psのオーダーの回転/局在運動による局所構造のリセットと、バルク粘性応答の機械論的記述を提供します。 このようにして,せん断粘性応答は水ネットワーク接続の変化と最も密接に関連しているが,バルク粘性応答は局所的な密度ゆらぎと関連していることを示した。

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