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Atomic insight into hydration shells around facetted nanoparticles

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Thomä, Sabrina ; Krauß, Sebastian W. ; Eckardt, Mirco ; Chater, Phil ; Zobel, Mirijam:
Atomic insight into hydration shells around facetted nanoparticles.
In: Nature Communications. Bd. 10 (2019) . - 995.
ISSN 2041-1723
DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-019-09007-1

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Abstract

Nanoparticles in solution interact with their surroundings via hydration shells. Although the structure of these shells is used to explain nanoscopic properties, experimental structural insight is still missing. Here we show how to access the hydration shell structures around colloidal nanoparticles in scattering experiments. For this, we synthesize variably functionalized magnetic iron oxide nanoparticle dispersions. Irrespective of the capping agent, we identify three distinct interatomic distances within 2.5 Å from the particle surface which belong to dissociatively and molecularly adsorbed water molecules, based on theoretical predictions. A weaker restructured hydration shell extends up to 15 Å. Our results show that the crystal structure dictates the hydration shell structure. Surprisingly, facets of 7 and 15 nm particles behave like planar surfaces. These findings bridge the large gap between spectroscopic studies on hydrogen bond networks and theoretical advances in solvation science.

Weitere Angaben

Publikationsform: Artikel in einer Zeitschrift
Begutachteter Beitrag: Ja
Institutionen der Universität: Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften > Fachgruppe Chemie > Ehemalige ProfessorInnen > Juniorprofessur Festkörperchemie - Mesostrukturierte Materialien - Juniorprof. Dr. Mirijam Zobel
Fakultäten
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften > Fachgruppe Chemie
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften > Fachgruppe Chemie > Juniorprofessur Festkörperchemie - Mesostrukturierte Materialien
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften > Fachgruppe Chemie > Ehemalige ProfessorInnen
Titel an der UBT entstanden: Ja
Themengebiete aus DDC: 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 540 Chemie
Eingestellt am: 07 Mär 2019 09:50
Letzte Änderung: 16 Aug 2023 11:40
URI: https://eref.uni-bayreuth.de/id/eprint/47864