封闭的表面化学和动态的光学成像
Carlos Macias-Romero1, Igor Nahalka1, Halil I Okur1
1Laboratory for Fundamental BioPhotonics, Institute of Bioengineering, and Institute of Materials Science, School of Engineering, and Lausanne Centre for Ultrafast Science, École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), CH-1015 Lausanne, Switzerland.
概括
这项研究使用先进的显微镜可视化水界结构和动态. 它揭示了表面酸度的显著变化,
科学领域:
- 物理化学
- 表面科学
- 显微镜
背景情况:
- 了解水在界面上的行为对于许多化学和生物过程至关重要.
- 微观封闭的水表现出与散装水相比的独特特性.
- 表面电荷显著影响水分子的方向顺序.
研究的目的:
- 在有限的几何结构中描绘水的三维界面结构和动态.
- 绘制表面潜力并确定空间分离的表面酸离合常数 (pKa,s) 值.
- 研究表面异质性和外部电场对界面水的影响.
主要方法:
- 结构照明广场第二波显微镜.
- 将第二波图像转换为表面电位图.
- 在玻璃微毛细血管中监测pH诱导的化学变化.
主要成果:
- 在毫秒时间尺度上对水界结构和动态进行详细的成像.
- 在单个微毛细血管上发现了表面pKa,s (2.310.7) 的显著空间变化.
- 在振荡电场下的水分子旋转的成像.
结论:
- 电荷双极相互作用决定了充电接口的水方向顺序.
- 表面的异质性对当地的酸度和水的行为有深远的影响.
- 提供了前所未有的洞察力.


