String-like collective motion and diffusion in the interfacial region of ice
Notice bibliographique
Résumé
We investigate collective molecular motion and the self-diffusion coefficient Ds of water molecules in the mobile interfacial layer of the secondary prismatic plane (112¯0) of hexagonal ice by molecular dynamics simulation based on the TIP4P/2005 water potential and a metrology of collective motion drawn from the field of glass-forming liquids. The width ξ of the mobile interfacial layer varies from a monolayer to a few nm as the temperature is increased towards the melting temperature Tm, in accordance with recent simulations and many experimental studies, although different experimental methods have differed in their precise estimates of the thickness of this layer. We also find that the dynamics within this mobile interfacial ice layer is “dynamically heterogeneous” in a fashion that has many features in common with glass-forming liquids and the interfacial dynamics of crystalline Ni over the same reduced temperature range, 2/3 < T/Tm < 1. In addition to exhibiting non-Gaussian diffusive transport, decoupling between mass diffusion and the structural relaxation time, and stretched exponential relaxation, we find string-like collective molecular exchange motion in the interfacial zone within the ice interfacial layer and colored noise fluctuations in the mean square molecular atomic displacement 〈u2〉 after a “caging time” of 1 ps, i.e., the Debye-Waller factor. However, while the heterogeneous dynamics of ice is clearly similar in many ways to molecular and colloidal glass-forming materials, we find distinct trends between the diffusion coefficient activation energy Ea for diffusion Ds and the interfacial width ξ from the scale of collective string-like motion L than those found in glass-forming liquids.
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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 | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 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 ».