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                化学所首次证实“临界冰核”的存在

                2019-12-19 化学研究所
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                  低温下水结冰等相变现象∑非常普遍,是江苏快3开奖结果走势图研究〗的基本问题,同时↘在化学工业、低温生广东深圳快三物学、材料江苏快3开奖结果走势图等①领域有重要的应用价值。吉布斯(Gibbs)等人近百年前基于热力学原理↙,提出相变←的“经典成核理幸运一分快3官网论”,认为如快三平台下载安装水结冰这类相变需经过一个成核过程。例如,水过冷ㄨ形成小冰核,仅当形成的冰核偶然超过临界尺寸,即形成∏临界核时,相变才能自发全天实时计划一分快三发生。近数北京赛车pk10直播十年来,随〓着微观探测技术的发展,证实了经典成最准幸运快三在线计划核理论的许多推论,但也发正规快三平台10分钟开奖现了一些超出其预期的结果。特别是对成核的核◣心概念——临界核的存在性,始终@ 无法给出直接的实验证据,因而∩阻碍了对自然界中相变成核这一重要物】理现象的进一步理解,甚至引起对宏观推论给「出微观层面临界核概↙念的实用性也有疑问。具体到水结冰相变,归因于水分子的特殊复杂性以及与我们生活密切相彩神viii邀请码关,人们对探测临界冰核更是期幸运快三下载地址盼已久,但经诸多努力却不能给谁有91彩神的邀请码出清晰结果,成为这个领域北京pk十计划一期一个悬而未决的基本问题。

                  近日,中国∴江苏快3开奖结果走势图院化学研究所王健君课题组♀与中国江苏快3开奖结果走势图院大学教授周昕等合作,创造性地通过利用尺寸固定的纳★米颗粒去探测冰成核与▓纳米颗粒的尺寸匹配㊣ 信号,从而探测微小↓瞬时的临界核的存在和特征。通过研究纳米颗粒尺寸与其促进冰晶成核能∩力的关系,研究人北京pk10官网开奖视频员发现⊙,仅当纳米颗粒的尺寸大于某个临「界值时才能有一分快三怎么玩能挣钱效地促进冰成核发生,而较小尺寸全天北京pk10计划单双的纳米颗粒则几乎不能帮助冰核□形成。而且纳米颗粒↑尺寸在促进冰成核能力方面的尺寸阈值一分快三走势图 百度现象是普遍的,与过冷温∮度简单成反比关系,几乎∞不依赖于纳米颗粒的种类、结√构等特征。该实验结果与经典成核理︻论关于临界核和自由能的计算〗预言完全相符,首次在实验上证实了︼水结冰过程中临界冰核的╲存在以及它的尺寸和过冷温度的依】赖关系。该项课题研究有效澄清了近几十年来关于“经典成核理论”在描述原子尺度快三平台官网正规的临界核特征的有效性方面一分快3从3到18的计划的普遍疑虑,加深了对水北京赛车开奖视频直播结冰这一重要相变现象的微观机制的※理解☆。该工←作对水结冰机理、相变现象乃至统计物☉理中宏观和微观关系等都有々重要意义。同时这种〓探测临界冰核的策略也可以◆用于其它相变成核过程的临界核探测,从而可能改进对整个相变◥成核领域的认识。此外,该研究结果表明ζ:设计与临界冰核尺寸@ 相当的图案化表面,可以时时彩开奖结果达到高效调控冰晶形成的目的,为防覆冰涂层的设计ω提供了新思路。相关研究工作发表幸运快三预测软件免费在近期的《自然》杂志上(Nature, 576, 437-441(2019)),通讯作者为王健君和周昕,第一作№者为白国英。

                  图:a, 不同北京pk拾开奖玩法纳米片冰成核能力的突变∏; b, 氧化石墨烯表面冰成核自由能◥垒的突变,插图展示了纳米片尺寸小于或☉大于临界冰核直径时临界冰※核形状的示意图。当纳米片尺▃寸小于临界冰核时,冰核生长受限于纳米片边缘,导致冰■核形状改变,从而使◢成核自由能垒急剧增大。

                打印 责任编辑:叶瑞优

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