Single particle dynamics of water in xerogel

Resumo

En esta tesis es presentado un estudio de la dinámica para la partícula simple del agua confinada en el xerogel determinada por medio de la técnica Dispersión de Neutrones Altamente Inelástica (DINS). En particular, examinaremos la distribución de los momentos de los protones del agua confinada en los poros intersticiales donde los (típicos diámetros del por son sobre 24 Angstroms y 82 Angstroms) de un polvo de xerogel. El xerogel es un material derivado del sílice y además transparente, el cual puede ser producido en un amplio rango de densidades macroscópicas con porosidad controlada. Es posible cambiar el tamaño medio de los micro poros en el medio de la estructura, y por lo tanto constituir un sistema modelo para investigar las propiedades dinámicas de los hidrógenos atrapados. El agua fue confinada en un cristal de sílice sol-gel (xerogel) con dos diferentes dimensiones de poro en orden a estudiar la dinámica de los protones para dos tamaños de confinamiento distintos y determinar posibles cambios inducidos en el entorno de los protones del agua. El objetivo de este trabajo fue desarrollado para entender como las conectadas redes de los enlaces del hidrógeno se modifican cuando el agua es confinada en pequeñas cavidades dentro de un material substrato como el xerogel. Los experimentos fueron realizados con el agua confinada en las matrices de xerogel con dos dimensiones de poro distintas, llamados xerogel 24 A y xerogel 82 A con diámetro del poro promedio de 24 A y 82 A, respectivamente, usando el VESUVIO, un espectrómetro de geometría inversa operativo en la fuente de neutrones por espiración en ISIS (Rutherford Appleton Laboratoy, United Kingdom). Las medidas fueron desarrolladas en las muestras hidratadas y también secas, cuyos niveles de hidratación fueron del 108% y 26% para el xerogel 24 A y xerogel 82 A, respectivamente. Los experimentos fueron realizados en el rango del momento transferido, q, y de energía transferid