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 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 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''.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.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.
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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 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| 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 ».