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中英科学家建立纳米尺度下的“毛细凝聚”新理论|亚博app买球

发布时间: 2021-08-10   来源: 亚博app买球安全  
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新华社合肥12月10日电。记者徐海涛。为什么雨滴落在荷叶上会形成小水滴?为什么墨水指向钢笔的笔尖?水在不同的介质和环境中表现出许多特性。近日,中国科学技术大学王凤超教授与诺贝尔物理学奖获得者曼彻斯特大学安德烈·海姆教授及其团队合作,揭示了固液界面能的尺寸效应和修正物理学中的经典开尔文。

该方程建立了纳米尺度毛细管凝聚的新理论。受表面张力和弯曲界面的影响,水更容易在狭窄的通道中凝结:在分压达到饱和蒸汽压之前,水凝结,这就是毛细管凝结现象。大约 150 年前,物理学家威廉汤姆森后来被封为开尔文勋爵并描述。定量地表示冷凝压力的变化。

这个理论后来被称为开尔文方程。然而,当通道直径减小到与水分子大小相当的尺寸时,由于实验观察的困难,开尔文方程中使用的弯液面曲率和接触角的概念很难理解。

准确定义。如何在纳米尺度上修正开尔文方程一直是国际学术界关注的问题。

近日,中英联合研究小组利用二维材料构建的纳米通道器件进行了实验。他们巧妙地通过壁面变形表征了毛细管冷凝现象,并对实验结果和力学机理给出了合理的解释。

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王凤超教授的研究揭示了固液界面能的尺寸效应,并发现在纳米或亚纳米尺度的毛细管凝聚中,机械。固液界面起重要作用,而不是通常认为占主导地位的液气界面。

影响。在此基础上,他们建立了纳米尺度的毛细凝聚新理论,修正了经典的开尔文方程,将方程的适用性扩展到了亚纳米尺度。该研究不仅为了解极限尺度下的毛细凝聚现象奠定了基础,而且在微电子、医药、食品等行业具有重要的应用前景。

12月10日,国际知名学术期刊自然而然地发表了这项研究成果。编辑:田伯群。


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