Low Density Interior in Supercooled Aqueous Nanodroplets Expels Ions to the Subsurface
Notice bibliographique
Résumé
The interaction between water and ions within droplets plays a key role in the chemical reactivity of atmospheric and man-made aerosols. Here we report direct computational evidence that in supercooled aqueous nanodroplets <br>a lower density core of tetrahedrally coordinated water expels the Na+ ions to a denser and more disordered subsurface. In contrast, at room temperature, the radial distribution of a single Na+ ion in the droplet core <br>is nearly uniform. We analyze the spatial distribution of a single ion in terms of a new reference electrostatic model that we present here. The energy of the system in the analytical model is expressed as the sum of the electrostatic and surface energy of a deformable droplet. The model predicts that the ion is subject to a harmonic potential centered at the droplet's center of mass. We name this effect ``electrostatic confinement''.<br>The model's predictions are consistent with the simulation findings for a single Na+ ion at room temperature but not at supercooling. Because of the droplet's core organization at supercooling the distribution of multiple ions cannot be explained by the non-linear Poisson-Boltzmann equation.<br>Our study provides insight into the chemistry of atmospheric aerosols. We anticipate it to be the starting point for investigating the structure of supercooled electrosprayed droplets that are used to preserve the conformations of macromolecules originating from the bulk solution.<br>
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| 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 | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,004 | 0,002 |
Scores machine (provisoires)
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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; les deux têtes enseignantes s’accordent sur ce qui est montré ici.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».