From the deconvolution of the Raman

From the deconvolution of the Raman spectra the area
fractions of the three aforesaid bands were determined, which is
shown in Figure 1. We see that the ice-like structure is
increased (by ∼40%) while the partially structured fraction is
decreased (by ∼20%) with increase in glycerol concentration.
These fractions owe their origin to the specifics of the hydrogen
bonding between glycerol and water molecules. This data needs
to be explained in details.
We propose a hydration model and hypothesize that the
specific hydration of oxygen atoms by available hydrogen atoms
in the system dictates the area of various Raman bands.
Specifically, when the O-atom has all four bonds (including the
covalent and H-bonds) engaged with four H-atoms, we
describe it as fully structured, when three bonds are engaged
with three different H-atoms, it is partially structured and when
only two bonds are engaged with two H-atoms, we refer to it as
free water molecule. The ratio of H-atoms available for
hydrogen bonding to O-atoms in the system was calculated
for various concentrations of glycerol and the same is shown in
Figure 2. Here, we see that the hydration of Ow (O-atoms of
water) increases, whereas hydration of Og (O-atoms of
glycerol) decreases with increase in concentration of glycerol
in the solution. The hydration to the O-atoms is provided by
the total number of H-atoms (HT) present. Thus, the ratios
HT:Ow and HT:Og are relevant parameters that quantify
hydration. So one can clearly conclude that Ow contributes
more to the ice-like structure and Og contributes predominantly
to the partially structured water by comparing the data
presented in Figures 1 and 2. Figure 2 data reveals that the
HT:Ow ratio increases and the HT:Og ratio decreases in the
system with a rise in glycerol concentration. Thus, one can
visualize why the concentration of ice-like structure in the
system increases with increase in glycerol concentration (Figure
1). Near 60% (v/v) glycerol concentration, one observes that
the ratios HT:Ow and HT:Og are equal and their sum is
minimum predicting that here the system has minimum
hydration. At this point, one finds the freezing point minimum
in the glycerol−water mixture36 (Figure 2). Thus, in summary,
we may conclude that hydration of Ow atoms is responsible for
contributing to fully structured water and hydration of Og
atoms is responsible for partially structured water. The peak
area fractions for the amorphous water structure were found in
traces within 10% of the entire options available to an O-atom,
which may be accommodated as a statistical error in our
aforesaid hypothesis. The hypothesis agrees with the reports in
the literature that confirm that the presence of glycerol
enhances the water structure.28−30 See the Supporting
Information for obtaining further insight into the model
(Figure S2).
b. Water Structure in Agar Organo Solutions. Now we
come to the system of agar organo solutions where we have
chosen two categories, of which one system is in solution phase
(0.02% w/v) and the other comprises the gel phase (0.3% w/
v). Before making any remarks on the hydration analysis, we
should remember the structure of agar where a number of Oatoms
are available for hydrogen bonding with solvent
molecules. These O-atoms participate in the O−H stretching
modes probed by Raman spectroscopy. Agar is soluble in
glycerol unlike the case for gelatin.26 Thus, there is the
possibility of hydration of agar molecules by the glycerol
molecules mostly through hydrogen bonding unlike in the case
of the gelatin−glycerol−water system.26 The peak area fractions
analyzed through Raman spectra for the solution phase is
depicted in Figure 3 where we find that the fraction of fully
structured water is decreasing while the partially structured
structure is increasing with glycerol concentration.
The Raman data shown in Figure 3 indicates that there was
substantial gain in the partially structured water (by ∼50%)
which was compensated by a loss in structured water (∼35%).
This imbalance (as compared to the data shown in Figure 1)
was due to the selective hydration of agar molecule in the
mixed solvent environment. The aforesaid feature can be
explained as follows. The structure of one unit (monomer) of
agar has nine O-atoms of which five O-atoms (attached to ether
groups) contribute to the formation of amorphous structures
by forming H-bond with water or glycerol molecules, whereas
four O-atoms attached to −OH groups will contribute to the
formation of partially structured water. Since the agar content is
small (0.02% w/v), the contribution of hydration of these Oatoms
in agar in the observed Raman spectra should be
marginal if the hydrogen to oxygen (H:O) ratio is considered as
discussed earlier for the glycerol−water case. Yet considerable
structural changes in hydration are observed which are different

Kết quả (Việt) 1:

Từ deconvolution phổ Raman khu vựcphần phân đoạn của các ban nhạc 3 nêu trên được xác định, đó làHiển thị trong hình 1. Chúng ta thấy rằng cấu trúc giống như băngtăng (∼40%) trong khi phần cấu trúc một phầngiảm (∼20%) với sự gia tăng nồng độ glycerol.Các phần phân đoạn của nợ nguồn gốc của họ với các chi tiết cụ thể của hiđrôliên kết giữa các phân tử glyxêrin và nước. Dữ liệu này cầnđể được giải thích chi tiết.Chúng tôi đề xuất một mô hình chăm sóc và đưa ra giả thuyết rằng cáccác hydrat hóa cụ thể của các nguyên tử ôxy của nguyên tử hiđrô có sẵntrong hệ thống ra các khu vực khác nhau Raman ban nhạc.Cụ thể, khi nguyên tử O có tất cả bốn trái phiếu (bao gồm cả cáccộng hoá trị và liên kết H) tham gia với 4 H-nguyên tử, chúng tôiMô tả nó như là đầy đủ cấu trúc, khi ba trái phiếu đang tham giavới 3 khác nhau H-nguyên tử, nó một phần cấu trúc và khichỉ có hai trái phiếu đang tham gia với 2 H-nguyên tử, chúng tôi đề cập đến nó như làCác phân tử nước miễn phí. Tỷ lệ các H-nguyên tử có sẵn cho cáchydro liên kết với nguyên tử O trong hệ thống đã được tính toánĐối với các nồng độ khác nhau của nhóm glycerol và như vậy sẽ được hiển thị trongHình 2. Ở đây, chúng ta thấy rằng hydrat hóa Ow (O-nguyên tửnước) tăng, trong khi các hydrat hóa của Og (O-nguyên tửglycerol) giảm với sự gia tăng nồng độ của nhóm glyceroltrong các giải pháp. Hydrat hóa để các nguyên tử O được cung cấp bởiTổng số H-nguyên tử (HT) hiện nay. Vì vậy, các tỷ lệHT: Ow và HT:Og là tham số có liên quan định lượnghydrat hóa. Vì vậy, người ta có thể rõ ràng có thể kết luận rằng Ow góp phầnnhiều hơn để cấu trúc giống như đá và Og góp phần chủ yếuđể nước có cấu trúc một phần bằng cách so sánh dữ liệutrình bày trong hình 1 và 2. Dữ liệu hình 2 cho thấy rằng cácHT: Ow tỷ lệ tăng và giảm tỷ lệ HT:Og cácHệ thống với một sự gia tăng nồng độ glycerol. Vì vậy, nó có thểhình dung lý do nồng độ của các cấu trúc đá giống như trong cácHệ thống tăng cùng với sự gia tăng nồng độ glycerol (hình1). gần 60% (v/v) Nhóm glycerol nồng, một trong những quan sát đótỷ lệ HT: Ow và HT:Og đều được bình đẳng và số tiền của họtối thiểu dự đoán rằng đây hệ thống có tối thiểuhydrat hóa. Tại thời điểm này, một trong những tìm thấy điểm đóng băng tối thiểutrong glycerol−water mixture36 (hình 2). Vì vậy, trong tóm tắt,chúng tôi có thể kết luận rằng hydrat hóa của Ow nguyên tử là trách nhiệmđóng góp đến đầy đủ cấu trúc nước và hydrat hóa của Ognguyên tử có trách nhiệm cấu trúc một phần nước. Đỉnh caokhu vực phân số cho cấu trúc nước vô định hình được tìm thấy trongdấu vết trong 10% của toàn bộ tùy chọn có sẵn với một nguyên tử O,mà có thể được bố trí như là một lỗi thống kê trong của chúng tôigiả thuyết nêu trên. Các giả thuyết đồng ý với báo cáo nămCác tài liệu xác nhận rằng sự hiện diện của nhóm glyceroltăng cường structure.28−30 nước xem hỗ trợThông tin cho việc thu thập thêm cái nhìn sâu sắc vào các mô hình(Hình S2).b. nước các cấu trúc trong Agar Organo giải pháp. Bây giờ chúng tôiđến với hệ thống agar organo giải pháp mà chúng tôi cóchọn hai loại, trong đó có một hệ thống là trong giai đoạn giải pháp(0,02% w/v) và khác bao gồm giai đoạn gel (0,3% w /v). trước khi đưa ra bất kỳ phát biểu về phân tích hydrat hóa, chúng tôinên nhớ các cấu trúc của agar, nơi một số Oatomscó sẵn cho hydro liên kết với dung môiphân tử. Các nguyên tử O tham gia kéo dài O−Hchế độ được thăm dò bởi phổ Raman. Agar là hòa tan trongglycerol không giống như các trường hợp cho gelatin.26 vì vậy, đó là cáckhả năng chăm sóc của các phân tử agar bởi glycerolCác phân tử chủ yếu thông qua hydro kết không giống như trong trường hợpcủa gelatin−glycerol−water system.26 dạng số thập phân tích đỉnh caophân tích thông qua phổ Raman cho giai đoạn giải phápđược mô tả trong hình 3, nơi chúng tôi thấy rằng các phần của đầy đủnước có cấu trúc là giảm trong khi một phần có cấu trúccấu trúc đang gia tăng với nồng độ glycerol.Dữ liệu Raman Hiển thị trong hình 3 cho thấy rằng đã cóCác lợi ích đáng kể trong nước một phần có cấu trúc (bằng ∼50%)mà đã được bù đắp bởi một mất mát trong nước có cấu trúc (∼35%).Sự mất cân bằng này (so với dữ liệu Hiển thị trong hình 1)do chọn lọc hydrat hóa thạch phân tử trong cácmôi trường hỗn hợp dung môi. Các tính năng nêu trên có thểgiải thích như sau. Cấu trúc của một đơn vị (monomer)Agar có nguyên tử O chín mà O 5-nguyên tử (gắn liền với etherNhóm) đóng góp vào sự hình thành của vô định hình cấu trúcbằng cách hình thành H-liên kết với các phân tử glyxêrin hoặc nước, trong khibốn O nguyên tử gắn liền với các nhóm −OH sẽ góp phần vào cácsự hình thành của nước có cấu trúc một phần. Kể từ khi nội dung agarnhỏ (0,02% w/v), sự đóng góp của các hydrat hóa của các Oatomstrong thạch ở Raman quan sát spectra nênbiên nếu hydro để tỉ lệ ôxy (H:O) được coi làthảo luận trước đó đối với trường hợp glycerol−water. Tuy nhiên, đáng kểCác thay đổi cấu trúc trong hydrat hóa được quan sát thấy là khác nhau

Kết quả (Việt) 2:

Từ bước đầu thực của phổ Raman vùng
phân số của ba ban nhạc nói trên được xác định, được
thể hiện trong hình 1. Chúng tôi thấy rằng cấu trúc băng như được
tăng lên (do ~40%) trong khi các phần cấu trúc một phần được
giảm (do ~20%) với tăng nồng độ glycerol.
những phân số nợ gốc của họ để các chi tiết cụ thể của các hydro
liên kết giữa các phân tử glycerol và nước. Dữ liệu này cần
phải được giải thích chi tiết.
Chúng tôi đề xuất một mô hình hydrat hóa và đưa ra giả thuyết rằng các
hydrat hóa cụ thể của các nguyên tử oxy bởi các nguyên tử hydro có sẵn
trong hệ thống ra lệnh các khu vực của các ban nhạc Raman khác nhau.
Cụ thể, khi O nguyên tử có tất cả bốn trái phiếu ( bao gồm cả các
kết cộng hóa trị và H-trái phiếu) tham gia với bốn H-nguyên tử, chúng ta
mô tả nó như là cấu trúc hoàn toàn, khi ba trái phiếu đang tham gia
với ba H-nguyên tử khác nhau, đó là cấu trúc một phần và khi
chỉ có hai trái phiếu đang tham gia với hai H-nguyên tử , chúng tôi đề cập đến nó như là
phân tử nước tự do. Tỷ lệ H-nguyên tử có sẵn cho
các liên kết hydro với O-nguyên tử trong hệ thống đã được tính toán
đối với nồng độ khác nhau của glycerol và cùng được thể hiện trong
hình 2. Ở đây, chúng ta thấy rằng quá trình hydrat Ow (O-nguyên tử của
nước) tăng , trong khi hydrat hóa của Og (O-nguyên tử
glycerol) giảm với sự gia tăng nồng độ glycerol
trong dung dịch. Các hydrat hóa cho O-nguyên tử được cung cấp bởi
tổng số H-nguyên tử (HT) hiện nay. Như vậy, tỷ lệ
HT: Ow và HT: Og là các thông số có liên quan xác định số lượng
hydrat hóa. Vì vậy, có thể kết luận rõ ràng rằng Ow góp
hơn với cơ cấu như băng đá và Og góp phần chủ yếu
để các nước có cấu trúc một phần bằng cách so sánh các dữ liệu
được trình bày trong hình 1 và 2. Hình 2 dữ liệu cho thấy rằng
HT: tỷ lệ tăng Ow và HT: tỷ lệ og giảm trong
hệ thống với sự gia tăng nồng độ glycerol. Do đó, người ta có thể
hình dung tại sao nồng độ của cấu trúc đá giống như trong
hệ thống tăng lên cùng với sự gia tăng nồng độ glycerol (Hình
1). Gần 60% (v / v) nồng độ glycerol, người ta quan sát thấy
tỷ lệ HT: Ow và HT: Og là bằng nhau và tổng của chúng là
tiên đoán tối thiểu mà ở đây hệ thống có tối thiểu
hydrat hóa. Tại thời điểm này, người ta tìm thấy tối thiểu điểm đóng băng
trong mixture36 glycerol-nước (Hình 2). Như vậy, trong Tóm lại,
chúng ta có thể kết luận rằng hydrat hóa của các nguyên tử Ow có trách nhiệm
đóng góp cho nước có cấu trúc hoàn toàn và hydrat hóa của Og
nguyên tử chịu trách nhiệm cho nước có cấu trúc một phần. Đỉnh
phân số khu vực cho các cấu trúc vô định hình nước đã được tìm thấy trong
các dấu vết trong vòng 10% của toàn bộ tùy chọn có sẵn cho một O-nguyên tử,
trong đó có thể được cung cấp như là một lỗi trong thống kê của chúng tôi
giả thuyết nêu trên. Giả thuyết đồng ý với báo cáo trong
y văn mà xác nhận rằng sự hiện diện của glycerol
tăng cường nước structure.28-30 Xem Hỗ trợ
thông tin để đạt được cái nhìn sâu sắc hơn nữa vào mô hình
(Hình S2).
B. Cấu trúc nước trong Agar Organo Solutions. Bây giờ chúng ta
đến với hệ thống các giải pháp hữu cơ thạch, nơi chúng tôi đã
chọn hai loại, trong đó có một hệ thống đang trong giai đoạn giải pháp
(0.02% w / v) và khác bao gồm các giai đoạn gel (0,3% w /
v). Trước khi thực hiện bất kỳ nhận xét về phân tích độ ẩm, chúng ta
nên nhớ cấu trúc của thạch, nơi một số Oatoms
có sẵn cho các liên kết hydro với dung môi
phân tử. Những O-nguyên tử tham gia vào O-H kéo dài
chế độ thăm dò bằng phổ Raman. Agar là hòa tan trong
glycerol không giống như trường hợp của gelatin.26 Như vậy, có
khả năng hydrat hóa của các phân tử thạch của glycerol
phân tử chủ yếu là thông qua các liên kết hydro không giống như trong trường hợp
của gelatin-glycerol nước system.26 Các phân vùng đỉnh
phân tích thông qua quang phổ Raman cho giai đoạn giải pháp được
mô tả trong hình 3, trong đó chúng ta thấy rằng các phần nhỏ của toàn
nước có cấu trúc đang giảm trong khi cấu trúc một phần
cấu trúc đang gia tăng với nồng độ glycerol.
các dữ liệu Raman thể hiện trong hình 3 cho thấy có
tăng đáng kể trong nước có cấu trúc một phần (bằng ~50%)
được bù đắp bằng một mất mát trong nước có cấu trúc (~35%).
sự mất cân bằng này (so với các số liệu thể hiện trong hình 1)
là do sự hydrat hóa có chọn lọc các phân tử agar trong các
dung môi hỗn hợp môi trường. Các tính năng nêu trên có thể được
giải thích như sau. Cấu trúc của một đơn vị (monomer) của
thạch có chín O-nguyên tử trong đó năm O-nguyên tử (thuộc ête
nhóm) góp phần vào việc hình thành cấu trúc vô định hình
bằng cách hình thành H-trái phiếu với các phân tử nước hoặc glycerol, trong khi
bốn O-nguyên tử thuộc nhóm -OH sẽ đóng góp vào sự
hình thành của các nước có cấu trúc một phần. Do nội dung agar là
nhỏ (0.02% w / v), sự đóng góp của hydrat hóa của các Oatoms
trong môi trường thạch trong phổ Raman quan sát nên
biên nếu hydro với oxy: Tỷ lệ (H O) được coi như
đã thảo luận trước đó cho glycerol -water trường hợp. Tuy nhiên, đáng kể
thay đổi cấu trúc trong hydrat hóa được quan sát là khác nhau