Análisis de RMN de estado sólido para grupos jerárquicos de agua confinados a cristales nanoporosos moleculares de...

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Química supramolecular
• Química Física

Sus antecedentes:

• Las moléculas de agua confinadas exhiben propiedades únicas distintas del agua a granel.
• Los materiales nanoporosos ofrecen una plataforma para estudiar el comportamiento del agua a nanoescala.
• Las redes de enlace de hidrógeno en agua confinada son cruciales para su comportamiento de fase.

Objetivo del estudio:

• Investigar la estructura y la dinámica del agua confinada dentro de un cristal nanoporoso cuasi unidimensional.
• Para dilucidar las interacciones de enlace de hidrógeno y las transiciones de fase de las moléculas de agua confinadas.
• Para entender los fenómenos de pre-fusión y el movimiento molecular en el agua confinada.

Principales métodos:

• Espectroscopia de resonancia magnética nuclear 2H en estado sólido en un solo cristal.
• Medición del tiempo de relajación de la red de espín (T1) para sondear la dinámica molecular.
• Análisis de las estructuras jerárquicas de enlace de hidrógeno dentro de los nanoporos.

Principales resultados:

• Descubrimiento de grupos dinámicos de moléculas de agua (WMC) con una estructura jerárquica de tres capas de enlace H dentro de ~ 1.6 nanoporos.
• Observación de un estado de pre-fusión en WMC congelados, que retienen estructuras parecidas al hielo antes de la fusión.
• Identificación del movimiento de rotación rápido de las moléculas de agua en el estado de pre-fusión, indicado por tiempos de correlación similares al agua a granel.

Conclusiones:

• El agua confinada en {[CoII(H2bim) 3}(TMA) · 20H2O} presenta estructuras y dinámicas jerárquicas complejas.
• El comportamiento antes de la fusión y la movilidad molecular están influenciados por el confinamiento de los poros y las interacciones en las paredes.
• La RMN 2H de estado sólido es una herramienta poderosa para caracterizar la estructura y la dinámica del agua en materiales nanoporosos.