宏观疏水氟化聚合物表面上有序水层及其超快振动态学

理论模拟预测在金属和某些极性表面上存在类似疏水的水单层。然而，至今尚未在室温下验证这种水层存在于表面，特别是在生物分子和聚合物表面。我们实验观察到，使用和频生成振动光谱法，疏水氟化聚合物如聚四氟乙烯(PTFE)表面存在有序的分子水层。PTFE表面的宏观疏水性在分子水平上实际上是亲水的。PTFE的宏观疏水特性确实来自于有序的二维(2D)水层的疏水性，其中发现了环状水四聚体结构。湿度为≤40%时，水层的振动弛豫时间为550 ± 60 fs。在3200–3400 cm–1频率范围内的振动弛豫时间与气相/H2O界面和脂质/H2O界面的界面水呈现显著不同。观察到振动弛豫时间没有明显的频率依赖性，表明水层中OH基团的均匀动力学。这些对宏观疏水表面水层的洞察可能有助于更好地理解疏水相互作用和界面水动力学。