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结合水的结构、动力学及其支配水溶液性质的机制
结题报告
批准号:
11974385
项目类别:
面上项目
资助金额:
65.0 万元
负责人:
曹则贤
学科分类:
凝聚态物理
结题年份:
2023
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
曹则贤
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中文摘要
水是一种万能溶剂,严格说来自然界的水是以水溶液的形式存在的。溶质通过静电或氢键作用决定近邻结合水结构,从而决定水溶液中各单元的性质,相关研究是物理学、化学、材料及生命科学等领域的挑战性课题。相较于稀溶液,高浓度水溶液中的结合水发生交叠,其中的自由水变为水合溶质间的受限水。为了系统揭示水环境中结合水的数量、结构和动力学性质,尤其是探讨结合水对有机大分子动力学过程的影响,本课题将重点研究自由水和受限水与结合水的交互作用,结合水的特征取向弛豫过程,低温下结合水和受限水在多水分子参与的冷结晶过程中的动力学协同性,结合水和其它具有氢键结构的有机溶剂对表面标记大分子振动和转动等动力学过程的影响,等等,获取结合水结构及其参与之动力学过程的微观图像及其支配水溶液性质的机制,为理解水在各种物理化学过程中的作用提供科学依据。
英文摘要
Water is a universal solvent, thus, strictly speaking, water in naturealways exists in the form of aqueous solutions. Solute defines the structure of the neighboring water molecules that are attached to it through electrostatic interaction or hydrogen bonding, which consequently determines the properties of the constituents in a solution. Researches concerning with such problems in the fields of physics, chemistry, materials science and life science are exclusively challenging topics. Unlike in dilute solutions, hydration spheres in high-concentration aqueous solutions may overlap, and the free water turns into confined water among the hydrated solutes. In order to reveal the number, structure and dynamic behaviors of hydration water, in particular the influence of hydration water on the dynamic processes involving large organic molecules, the current application will devote its efforts to investigate the interplay of hydration water with the free water or confined water, the characteristic orientational relaxation process of hydration water, the dynamic synergy of hydration water and confined water in the cold crystallization process in which water of various nature is involved, the influence of hydration water and other organic molecules exhibiting hydrogen bonds on the vibrational and rotational modes of surface indexing molecules, etc. It is anticipated that through the current program we will be able to obtain the microscopic pictures for the structure of hydration water and the dynamics processes in which it is involved, to formulate the working mechanism for hydration water to govern the properties of aqueous solutions, so that we can eventually provide some scientific foundations for understanding the role of water, often the hydration water, in the physical and chemical processes.
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.1021/acs.jpcb.2c02110
发表时间:2022-05
期刊:The journal of physical chemistry. B
影响因子:--
作者:Jinbing Zhang;Jie Cui;Fengping Wang;J. Xiang;Z. Cao;Qiang Wang
通讯作者:Jinbing Zhang;Jie Cui;Fengping Wang;J. Xiang;Z. Cao;Qiang Wang
New State-Diagram of Aqueous Solutions Unveiling Ionic Hydration, Antiplasticization, and Structural Heterogeneities in LiTFSI-H2O.
水溶液的新状态图揭示了 LiTFSI-H2O 中的离子水合、抗塑化和结构异质性。
DOI:10.1021/acs.jpcb.1c08431
发表时间:2021-11
期刊:Journal of Physical Chemistry B
影响因子:3.3
作者:Zhang Jinbing;Wang Fengping;Cao Zexian;Wang Qiang
通讯作者:Wang Qiang
DOI:10.1088/1674-1056/ab9c07
发表时间:2020
期刊:Chinese Physics B
影响因子:1.7
作者:Zhang Jinbing;Wang Qiang;Cao Zexian
通讯作者:Cao Zexian
物理学演化路径与内禀结构研究
  • 批准号:
    T2241004
  • 项目类别:
    专项项目
  • 资助金额:
    50.00万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    曹则贤
  • 依托单位:
一类有序-无序层次结构固体的研究
  • 批准号:
    11774392
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    71.0万元
  • 批准年份:
    2017
  • 负责人:
    曹则贤
  • 依托单位:
负能隙可调新型半金属探索:结构设计、薄膜生长与物性研究
  • 批准号:
    11474335
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    102.0万元
  • 批准年份:
    2014
  • 负责人:
    曹则贤
  • 依托单位:
大温区内恒电阻率单一固体探索
  • 批准号:
    51172272
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万元
  • 批准年份:
    2011
  • 负责人:
    曹则贤
  • 依托单位:
多晶硅薄膜低温生长动力学途径探索
  • 批准号:
    10974227
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    41.0万元
  • 批准年份:
    2009
  • 负责人:
    曹则贤
  • 依托单位:
贵金属氮化物的热稳定性设计与结构图形化
  • 批准号:
    10574147
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    38.0万元
  • 批准年份:
    2005
  • 负责人:
    曹则贤
  • 依托单位:
轻元素B-C-N化合物材料的金属诱导晶化
  • 批准号:
    19974065
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    16.0万元
  • 批准年份:
    1999
  • 负责人:
    曹则贤
  • 依托单位:
国内基金
海外基金