CONFINED WATER CHEMISTRY: THE CASE OF NANOCHANNELS GOLD OXIDATION
A água confinada e intersticial desempenha um papel fundamental em vários processos químicos, físicos e biológicos. É notável que muitos aspectos do comportamento da água neste regime (por exemplo, reatividade química) permanecem obscuros e sem solução. Em particular para superfícies de ouro, os resultados de simulações indicaram que a primeira camada de umedecimento apresentaria comportamento hidrofílico em contraste com o caráter hidrofóbico geral da água bruta nesta superfície. No presente trabalho investigamos as propriedades da água confinada em nanocanais de Au <111>. Nossas descobertas, baseadas em um grande conjunto de dados experimentais morfológicos, estruturais e espectroscópicos e simulações de computador ab-initio apoiam fortemente a hipótese de hidrofilicidade da primeira camada de umedecimento da superfície de Au <111>. Um processo de oxidação único também foi observado nos nanocanais movidos por água confinada. Nossos resultados indicaram que o produto da oxidação é Au (OH) 3. Portanto, a reatividade da superfície Au contra água confinada precisa ser considerada para aplicações nanoscópicas como, por exemplo, catálise em produtos químicos finos, produtos farmacêuticos e processos verdes da indústria de alimentos.
CONFINED WATER CHEMISTRY: THE CASE OF NANOCHANNELS GOLD OXIDATION
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DOI: 10.37572/EdArt_3006213614
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Palavras-chave: nanolitografia, água confinada, oxidação
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Keywords: nanolithography, confined water, oxidation
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Abstract:
Confined and interstitial water have a key role in several chemical, physical and biological processes. It is remarkable that many aspects of water behavior in this regime (e.g., chemical reactivity) remain obscure and unaddressed. In particular for gold surfaces, results from simulations indicated that the first wetting layer would present hydrophilic behavior in contrast to the overall hydrophobic character of the bulk water on this surface. In the present work we investigate the properties of confined water on Au <111> nanochannels. Our findings, based on a large set of morphological, structural, and spectroscopical experimental data and ab-initio computer simulations strongly supports the hypothesis of hydrophilicity of the first wetting layer of Au <111> surface. A unique oxidation process was also observed in the nanochannels driven by confined water. Our findings indicated that the oxidation product is Au(OH)3. Therefore, the Au surface reactivity against confined water needs to be considered for nanoscopic applications as, e.g., catalysis in fine chemicals, pharmaceuticals, and the food industry green processes.
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Número de páginas: 35
- André Mourão Batista
- Herculano da Silva Martinho