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中国科学家首次通过实验证实临界冰核的存在

2020-01-05

我国科学家初次证明临界冰核的存在

科技日报北京12月19日电 “冰冻三尺,非一日之寒”,天然界中水结冰等相变现象十分遍及。19日,《天然》宣布了一项关于天然界中相变成核现象的研讨成果。来自中科院化学所和国科大等单位的研讨人员,初次通过试验证明了水结冰进程中临界冰核的存在,并给出了临界冰核的尺度和过冷温度的联系,2014世界杯网,这一成果与经典成核理论预言高度符合。

美国物理化学家吉布斯等人100多年前根据热力学原理,提出的相变“经典成核理论”以为,水结冰这类相变需求通过一个成核进程。例如,水过冷构成小冰核,只有当构成的冰核偶尔超越临界尺度,构成临界核时,相变才干自发发作。可是,百年来科学家一直无法验证临界核的存在。

临界冰核具有需求等候很长时刻才或许呈现的偶尔性、存在寿数小于纳秒的瞬时性以及纳米级尺度的微观性,使得现有的微观勘探技能很难捕捉到它。这也成为数十年来的研讨难点。此次研讨团队创造性地运用氧化石墨烯纳米片等固定尺度的纳米颗粒去勘探临界冰核,试验结合理论核算,简练明晰地得到了临界冰核的尺度。  


“这项试验研讨所得结果与理论核算高度相符,和运用纳米颗粒品种、原料等要素无关,定论具有普适性,不只确认无疑地证明了临界冰核的存在,并且能够成为研讨其他相变成核问题的遍及办法。”中科院化学所研讨员王健君说。


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