Diffusion coefficients of organic molecules in sucrose–water solutions and comparison with Stokes–Einstein predictions
Notice bibliographique
Résumé
Abstract. The diffusion coefficients of organic species in secondary organic aerosol (SOA) particles are needed to predict the growth and reactivity of these particles in the atmosphere. Previously, viscosity measurements, along with the Stokes–Einstein relation, have been used to estimate the diffusion rates of organics within SOA particles or proxies of SOA particles. To test the Stokes–Einstein relation, we have measured the diffusion coefficients of three fluorescent organic dyes (fluorescein, rhodamine 6G and calcein) within sucrose–water solutions with varying water activity. Sucrose–water solutions were used as a proxy for SOA material found in the atmosphere. Diffusion coefficients were measured using fluorescence recovery after photobleaching. For the three dyes studied, the diffusion coefficients vary by 4–5 orders of magnitude as the water activity varied from 0.38 to 0.80, illustrating the sensitivity of the diffusion coefficients to the water content in the matrix. At the lowest water activity studied (0.38), the average diffusion coefficients were 1.9 × 10−13, 1.5 × 10−14 and 7.7 × 10−14 cm2 s−1 for fluorescein, rhodamine 6G and calcein, respectively. The measured diffusion coefficients were compared with predictions made using literature viscosities and the Stokes–Einstein relation. We found that at water activity ≥ 0.6 (which corresponds to a viscosity of ≤ 360 Pa s and Tg∕T ≤ 0.81), predicted diffusion rates agreed with measured diffusion rates within the experimental uncertainty (Tg represents the glass transition temperature and T is the temperature of the measurements). When the water activity was 0.38 (which corresponds to a viscosity of 3.3 × 106 Pa s and a Tg∕T of 0.94), the Stokes–Einstein relation underpredicted the diffusion coefficients of fluorescein, rhodamine 6G and calcein by a factor of 118 (minimum of 10 and maximum of 977), a factor of 17 (minimum of 3 and maximum of 104) and a factor of 70 (minimum of 8 and maximum of 494), respectively. This disagreement is significantly smaller than the disagreement observed when comparing measured and predicted diffusion coefficients of water in sucrose–water mixtures.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».