Динамика молекулы воды, адсорбированной кремнеземом и смолой SGK-7

Представлены данные нейтронной спектроскопии динамики молекулы легкой воды, адсорбированной в катионите (ионообменной смоле) SGK-7 и на поверхности аэросила (высокодисперсного пирогенного кремнезема) при разной степени гидратации. Измерения проводились на спектрометре ДИН-2ПИ (ЛНФ ОИЯИ, Дубна). По экспериментальным нейтронным спектрам определены характеристики диффузионного и колебательного движения адсорбированных молекул воды. Для анализа данных в области квазиупругого рассеяния нейтронов применялась модель, учитывающая эффекты ограниченной трансляционной и вращательной диффузии. Полученные результаты показывают существенную заторможенность диффузионной подвижности адсорбированных молекул воды по сравнению с обычной (объемной) водой. В частности, коэффициент самодиффузии уменьшается в несколько раз, причем диффузия заторможена тем сильнее, чем меньше толщина гидратного слоя. Зависимость интенсивности и полуширины пика квазиупругого рассеяния от величины изменения импульса нейтрона при рассеянии $q$ показывает немонотонный характер, свидетельствующий о проявлении эффектов ограниченной трансляционной диффузии, а также вращательной диффузии и перескоков. Из данных по неупругому рассеянию нейтронов получены парциальные распределения частот колебаний атома водорода молекул воды, адсорбированной катионитом и аэросилами.