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J-GLOBAL ID：201002262878186025   整理番号：10A0966365

方解石表面の蒸気から沈積した水膜の厚さと構造

Thickness and structure of the water film deposited from vapour on calcite surfaces

著者 (5件)： BOHR J. (Nano-Science Center, Dep. of Chemistry, Univ. of Copenhagen, DNK) ,  BOHR J. (Dep. of Physics, Technical Univ. of Denmark, DNK) ,  WOGELIUS R.a. (School of Earth, Atmospheric, and Environmental Sciences and Williamson Res. Centre for Molecular Environmental Sci. ...) ,  MORRIS P.m. (School of Earth, Atmospheric, and Environmental Sciences and Williamson Res. Centre for Molecular Environmental Sci. ...) ,  STIPP S.l.s. (Nano-Science Center, Dep. of Chemistry, Univ. of Copenhagen, DNK)
資料名： Geochimica et Cosmochimica Acta  (Geochimica et Cosmochimica Acta)
巻： 74  号： 21  ページ： 5985-5999  発行年： 2010年11月01日 
JST資料番号： C0062A  ISSN： 0016-7037  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： オランダ (NLD)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： シンクロトロンX線反射率(SXR)を用いて,相対湿度を<4%から90%の範囲内に制御できる試料チャンバで,{10<span style=text-decoration:overline>1</span>4}破断面上に吸着する水膜の厚さを測定した。水蒸気を運ぶのに使った気体は,初めに100%N2あるいは100%CO₂のいずれかであった。その生成水膜は15.5Å(±1Å)での厚さが顕著に一定であり,湿度に独立であった。N₂をキャリア・ガスとして用いたとき,この膜は方解石表面から0.6と2Åの間の電子密度に隙間を示し,湿度に依存した。このことは,水分子の配列変化がその表面への直接近傍で生じたことを示す。この電子密度不連続は,CO₂をキャリア・ガスとして用いたとき,3.4Åで方解石表面から離れて測定できた。この薄い低密度領域がその方解石表面に近いときを除き,吸着水層の密度は0.9g/cm³であり,それにより重要な秩序度を示唆した。原子間力顕微鏡法(AFM)画像は,同じように製造した方解石破断面上でSXR測定を併用して完成した。AFMによると,テラスは1μmあるいはもっと原子的に平らな可能性がある。SXRはこの観察を裏づけ,注意深く破断した表面が,~1.2Åの出発二乗平均平方根(r.m.s)粗度を持つことを示す結果を有した。散漫散乱測定は,この表面の相関長が少なくとも18000Åであると制約した。その破断した試料と比較するため,表面をまた,化学機械的シントン研磨により処理した。この表面は一桁高い12.1Åに等しいSXRによるr.m.s粗度を与えた。この場合,散漫散乱は950Åの相関長に分解し,その破断面より高いフラクタル次元を明らかにした。シントン研磨試料において,SXRで測定した水膜は新たに破断した表面の約2倍であり,1.0g/cm³の密度を有し,バルク水に等しい。しかしながら,表面粗度は,固体表面に近い水層内電子密度のあらゆる空隙を分解するには余りに大きすぎた。著者らのAFM観察はまた方解石表面再結晶のこれまでの報告を検証した。SXRにより測定した固体表面の電子密度は方解石と識別できず,その吸着水膜内のあらゆる再結晶物質は方解石基質と組成的に識別できないことを示す。(翻訳著者抄録)

シソーラス用語： *方解石 ,  *液膜 ,  厚み ,  X線回折 ,  湿度 ,  吸着 ,  水蒸気 ,  窒素 ,  二酸化炭素 ,  電子密度 ,  キャリアガス ,  再結晶

分類 (1件)： 岩石圏の地球化学一般  (DD01041C)

タイトルに関連する用語 (3件)： 方解石 ,  蒸気 ,  水膜