Льдоподобная структура гидратной оболочки наночастиц кварца в водной суспензии

В экспериментах по спектроскопии неупругого рассеяния лазерных импульсов в водной суспензии наночастиц двуокиси кремния SiO$_2$ при комнатной температуре впервые обнаружено смещение “гравитационного центра” ОН-полосы комбинационного рассеяния (до $\sim$ 10 см$^{-1}$ к линии накачки) и одновременная генерация двух компонент вынужденного рассеяния Мандельштама–Бриллюэна с частотными сдвигами $\sim$ 7.5 ГГц и $\sim$ 14.3 ГГц как в направлении “назад”, так и “вперед”. Частотный сдвиг $\sim$ 7.5 ГГц соответствует стоксовой компоненте рассеяния Мандельштама–Бриллюэна в воде (скорость звука $\sim$ 1490 м/с), а компонента со сдвигом $\sim$ 14.3 ГГц соответствует скорости звука $\sim$ 2900 м/с, т.е. данная компонента попадает в диапазон скоростей звука во льду, находящемся при комнатной температуре. Результаты данных экспериментов указывают, на наш взгляд, на формирование гидратных слоев со льдоподобной структурой водородных связей вокруг наночастиц SiO$_2$, а также на снижение коэффициента объемного расширения водной суспензии.