Steinrücken, Elisa ; Wissel, Till ; Brodrecht, Martin ; Breitzke, Hergen ; Regentin, Julia ; Buntkowsky, Gerd ; Vogel, Michael (2023)
²H NMR study on temperature-dependent water dynamics in amino-acid functionalized silica nanopores.
In: The Journal of Chemical Physics, 2021, 154 (11)
doi: 10.26083/tuprints-00024214
Artikel, Zweitveröffentlichung, Verlagsversion
Kurzbeschreibung (Abstract)
We prepare various amino-acid functionalized silica pores with diameters of ∼6 nm and study the temperature-dependent reorientation dynamics of water in these confinements. Specifically, we link basic Lys, neutral Ala, and acidic Glu to the inner surfaces and combine ²H nuclear magnetic resonance spin–lattice relaxation and line shape analyses to disentangle the rotational motions of the surfaces groups and the crystalline and liquid water fractions coexisting below partial freezing. Unlike the crystalline phase, the liquid phase shows reorientation dynamics, which strongly depends on the chemistry of the inner surfaces. The water reorientation is slowest for the Lys functionalization, followed by Ala and Glu and, finally, the native silica pores. In total, the rotational correlation times of water at the different surfaces vary by about two orders of magnitude, where this span is largely independent of the temperature in the range ∼200–250 K.
| Typ des Eintrags: | Artikel |
|---|---|
| Erschienen: | 2023 |
| Autor(en): | Steinrücken, Elisa ; Wissel, Till ; Brodrecht, Martin ; Breitzke, Hergen ; Regentin, Julia ; Buntkowsky, Gerd ; Vogel, Michael |
| Art des Eintrags: | Zweitveröffentlichung |
| Titel: | ²H NMR study on temperature-dependent water dynamics in amino-acid functionalized silica nanopores |
| Sprache: | Englisch |
| Publikationsjahr: | 2023 |
| Ort: | Darmstadt |
| Publikationsdatum der Erstveröffentlichung: | 2021 |
| Verlag: | AIP Publishing |
| Titel der Zeitschrift, Zeitung oder Schriftenreihe: | The Journal of Chemical Physics |
| Jahrgang/Volume einer Zeitschrift: | 154 |
| (Heft-)Nummer: | 11 |
| Kollation: | 13 Seiten |
| DOI: | 10.26083/tuprints-00024214 |
| URL / URN: | https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/24214 |
| Zugehörige Links: | |
| Herkunft: | Zweitveröffentlichungsservice |
| Kurzbeschreibung (Abstract): | We prepare various amino-acid functionalized silica pores with diameters of ∼6 nm and study the temperature-dependent reorientation dynamics of water in these confinements. Specifically, we link basic Lys, neutral Ala, and acidic Glu to the inner surfaces and combine ²H nuclear magnetic resonance spin–lattice relaxation and line shape analyses to disentangle the rotational motions of the surfaces groups and the crystalline and liquid water fractions coexisting below partial freezing. Unlike the crystalline phase, the liquid phase shows reorientation dynamics, which strongly depends on the chemistry of the inner surfaces. The water reorientation is slowest for the Lys functionalization, followed by Ala and Glu and, finally, the native silica pores. In total, the rotational correlation times of water at the different surfaces vary by about two orders of magnitude, where this span is largely independent of the temperature in the range ∼200–250 K. |
| Freie Schlagworte: | Molecular dynamics, Glassy dynamics, Mesoporous material, Crystalline solids, Nanomaterials, Deuterium, Nuclear magnetic resonance spectroscopy, Amino acid, Peptides |
| ID-Nummer: | 114702 |
| Status: | Verlagsversion |
| URN: | urn:nbn:de:tuda-tuprints-242140 |
| Zusätzliche Informationen: | Supplementary Material: https://t1p.de/u5cxl |
| Sachgruppe der Dewey Dezimalklassifikatin (DDC): | 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 530 Physik 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 540 Chemie |
| Fachbereich(e)/-gebiet(e): | 05 Fachbereich Physik 05 Fachbereich Physik > Institut für Physik Kondensierter Materie (IPKM) 05 Fachbereich Physik > Institut für Physik Kondensierter Materie (IPKM) > Molekulare Dynamik in kondensierter Materie 07 Fachbereich Chemie 07 Fachbereich Chemie > Eduard Zintl-Institut > Fachgebiet Physikalische Chemie |
| Hinterlegungsdatum: | 13 Jul 2023 12:42 |
| Letzte Änderung: | 14 Jul 2023 12:42 |
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