La estructura del oxígeno confinado en los xerogeles de sílice

Área de la Ciencia:

• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
• Física de la materia condensada Física de la materia condensada
• Química Física es la química física.

Sus antecedentes:

• Comprender el comportamiento de fase de fluidos confinados es crucial para la ciencia de los materiales.
• Los xerogeles de sílice proporcionan un entorno nanoporoso sintonizable para el estudio de los efectos de confinamiento.
• Estudios previos han explorado el comportamiento del gas en materiales porosos, pero las transiciones estructurales requieren una mayor investigación.

Objetivo del estudio:

• Para investigar la estructura microscópica del oxígeno confinado dentro de los xerogeles de sílice.
• Para determinar la influencia del tamaño de los poros y la temperatura en las fases sólidas del oxígeno.
• Para aclarar los mecanismos que rigen la solidificación en los medios nanoporosos.

Principales métodos:

• Análisis estructural microscópico de oxígeno confinado.
• Estudios de temperatura variable. estudios de las temperaturas variables.
• Caracterización del oxígeno dentro de las matrices de xerogel de sílice de diferentes tamaños de poro.

Principales resultados:

• En los poros grandes, el oxígeno forma un sólido cristalino con una estructura tipo bulto.
• El tamaño de la cristallita excede el tamaño de los poros, lo que indica efectos cooperativos de los poros durante la congelación.
• En los poros más pequeños, se produce una transición de fase, lo que lleva a una fase sólida amorfa.
• La fase amorfa es sólida, pero exhibe un orden más bajo que la fase líquida.

Conclusiones:

• El tamaño de los poros influye significativamente en la vía de solidificación del oxígeno confinado.
• Los fenómenos de cooperación entre los poros juegan un papel crítico en la dinámica de congelación.
• Se observa un cruce de solidificación cristalina a amorfa con una disminución del tamaño de los poros.