Структура зародыша водного конденсата в поле поверхностных кристаллических дефектов на базовой грани β-AgI

Abstract

Базовая грань кристалла йодистого серебра в отсутствие дефектов в ненасыщенных парах воды покрывается сплошной мономолекулярной пленкой, обладающей ярко выраженной ячеистой структурой, напоминающей пчелиные соты. Наноскопические поверхностные дефекты в форме прямоугольной башни приводят к полному разрушению пленки и вместе с ним кардинально меняют механизм адсорбции. Адсорбция начинается на боковых гранях дефектов, где электрическое поле кристалла препятствует образованию водородных связей между молекулами. Молекулы воды удерживаются за счет прямых взаимодействий с ионами кристаллической решетки и выстраиваются вдоль силовых линий электрического поля дефекта цепочками, однако при этом устойчивые кластеры не образуются. На следующей стадии молекулы присоединяются к вершине дефекта и только в последнюю очередь заполняют несущую поверхность между дефектами. Структура адсорбата устойчива к вариациям температуры в диапазоне от точки замерзания до точки кипения воды. Компьютерное моделирование выполнено методом Монте-Карло с применением детализированной модели, включающей суммирование поляризационных взаимодействий на дальних расстояниях.