閉じ込められた幾何学におけるプラスチック氷：中性子回折とNMR緩和からの証拠

中性子回折および核磁気共鳴（NMR）緩和研究が、円筒状の間隙直径約8.6 nmの秩序構造を持つメソポーラスSBA-15シリカ内の水/氷に対して行われました。測定は、Gibb-Thomson効果による類似の凍結および融解点の低下を示します。完全に充填されたポーリズムの中性子回折測定は、立方体および六角形結晶氷に加え、約200 Kまたはそれ以下まで、さらに50-80 Kにわたって拡張する無秩序な水/氷成分の存在を示しています。同じ温度範囲でのNMR緩和測定は、部分的にガウス的で脆い氷の特徴を持つ自由誘導減衰を示しますが、より長い指数緩和成分も示しています。この現象は、温度が下がるまたは上がる際に氷の脆い状態とプラスチック状態の間で完全に可逆的な相互変換があることを示唆する議論（Liu et al 2006 J. Phys:. Condens. Matter 18 10009-28; Webber et al 2007 Magn. Reson. Imag. 25 533-6）がなされています。また、プラスチック成分がシリカ界面での層の形であるという仮定がなされる場合の温度の関数として平衡厚さの推定を可能にする詳細な最近のNMR測定についても論じられています。二つの異なる技術は、約1.0-1.5 nmの最大層厚さを示唆しています。