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2026 article

Frustrated Interfacial Solvation Enhances Reaction Rates at Acidified Ice Grain Boundaries in Frozen Microdroplets

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Rattachement africain : cn, us, in, fr, jp, fi. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Ice is ubiquitous in natural environments, yet the interstitial liquid trapped within polycrystalline grain boundaries remains difficult to access, limiting mechanistic understanding of accelerated reactions in ice. Here, we combine cryogenic stimulated Raman scattering microscopy with multivariate curve resolution to visualize and spectroscopically resolve internal constituents of frozen microdroplets. We identify pronounced structural heterogeneity: the entrapped interstitial liquid displays more strongly hydrogen-bonded water signatures than bulk supercooled water, whereas the ice-water interface shows diminished orientational ordering, whereby water hydrogen atoms are less preferentially aligned toward solutes, consistent with frustrated solvation and partial desolvation. Using sulfur dioxide autoxidation as a model reaction, we find that frozen microdroplets exhibit an approximately 20-fold faster apparent oxidation rate than supercooled liquid microdroplets under otherwise comparable conditions. Kinetic analysis and simulations suggest that interfacial frustrated solvation, together with grain boundary acidification, lowers the effective barrier for electron transfer and radical initiation and the associated enhancement of sulfate formation. These findings provide a microscopic link between buried ice-water interfacial structure and low-temperature reaction kinetics, with implications for atmospheric chemistry in cold and mixed-phase environments.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Frustrated Interfacial Solvation Enhances Reaction Rates at Acidified Ice Grain Boundaries in Frozen Microdroplets
Date Crossref
24/08/2026
Éditeur
American Chemical Society (ACS)
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Les institutions déclarées

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