粘土纳米孔水膜

不饱和触发特异吸附

土壤不饱和状态下，水分子在粘土表面形成分层结构，并随相对湿度改变氢键与取向有序性。

Li, Xiong · Taoying, Zhang · Shuaiheng, Jiang · Kai, Sun · 张建国

Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects 2024

参数信息

水膜中水分子按距离分为三类

< 5 Å

WT

< 5 Å

WT

> 6 Å

技术优势

弄清水分层结构

在矿物-水界面水分子形成分层结构，随着不饱和度增加重排为弯月面。

揭示RH影响氢键

水分子的取向有序性和氢键相互作用显著受相对湿度变化影响。

归因于Na+水合

上述行为与Na+水合密切相关，因为水与Na+的相互作用比水与矿物或Cl-的相互作用更显著。

应用场景

• 土壤力学：直接预测不同湿度下土粒间水膜的力学响应。
• 环境工程：更准确地描述污染物随水膜迁移的速率分层。
• 微纳流体：粘土纳米孔中水分子扩散分层为微纳流控设计提供新机制。