我学者首次解释了托马斯·杨方程-新华网
图集 ??????? 记者从中国科学技术大学得悉,该校工程科学学院、中科院材料力学行为和规划要点试验室团队,研讨了固液界面毛细力的微观来源,提醒了液滴触摸线处受力平衡的效果机理,并从力学视点给出了杨氏方程的合理解说。该研讨成果日前宣布在《物理谈论快报》上。???????1805年,英国科学家托马斯·杨在研讨潮湿和毛细现象时描绘了界面张力和触摸角的定量联络。两百多年来,杨氏方程已成为潮湿范畴最基本的理论之一。尽管根据热力学能量最小化办法可推导得到该方程,可是研讨者一向致力于从力学视点解说杨氏方程,并验证其在纳米标准的有效性。该范畴仍存在许多要害科学问题亟待解决:一方面,作为操控液滴动力学的要害因素,效果在固液气三相触摸线处的毛细力并没有在杨氏方程中清晰表现,且易于与界面张力的概念混杂。另一方面,因为固液、固气界面张力难以在试验中精确丈量,杨氏方程的验证一向存在着争议。???????针对以上应战,研讨人员从微观上深化分析了界面张力的物理含义并对其进行分化,找到了一种新的办法来定量描绘固液气三相触摸线处的毛细力,进一步清晰了该毛细力与界面张力之间的差异和联络。在此基础上,研讨者建立了描绘液滴触摸线处毛细力平衡的理论模型,并给出了杨氏方程的力学解说。该理论得到了分子动力学模仿成果的验证。研讨成果还标明:在小触摸角的情况下,固液和液气界面在触摸线处存在堆叠,固体外表的液体有序层状结构对毛细力具有重要影响。???????该研讨不仅为深刻理解界面潮湿的许多现象供给了新的认知,并且在微纳流控芯片规划、提凹凸浸透油藏采收率等应用范畴也具有重要的科学含义。 +1

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