水的過(guò)冷使相變動(dòng)力學(xué)變得復(fù)雜，對(duì)相變動(dòng)力學(xué)的了解仍然有限，但對(duì)能源相關(guān)和航空航天過(guò)程至關(guān)重要。
香港科技大學(xué)Xiao Yan和Shuhuai Yao等研究了超疏水表面上過(guò)冷水滴在低壓環(huán)境下由顯著的汽化動(dòng)量引起的凍結(jié)和跳躍動(dòng)力學(xué)。
本文要點(diǎn)：
（1）
汽化動(dòng)量來(lái)自液滴自由表面的汽化，通過(guò)再輝進(jìn)行發(fā)展和強(qiáng)化，隨后導(dǎo)致液滴壓縮并最終自跳躍。通過(guò)結(jié)合涉及汽化、凍結(jié)再輝和液-固相互作用的液-氣-固相變，作者解析了汽化動(dòng)量和液滴動(dòng)力學(xué)，揭示了尺寸尺度的跳躍速度和成核控制的跳躍方向。建立了液滴尺寸定義的狀態(tài)圖，區(qū)分了蒸發(fā)動(dòng)量主導(dǎo)的自跳躍與蒸發(fā)干燥和過(guò)壓?jiǎn)?dòng)的懸浮，所有這些都是由減壓和蒸發(fā)引起的。
（2）
作者的發(fā)現(xiàn)闡明了過(guò)冷和低壓介導(dǎo)的相變?cè)谛纬闪黧w傳輸動(dòng)力學(xué)中的作用，并對(duì)被動(dòng)防冰、先進(jìn)冷卻和氣候物理學(xué)產(chǎn)生了影響。
參考文獻(xiàn):
Yan, X., Au, S.C.Y., Chan, S.C. et al. Unraveling the role of vaporization momentum in self-jumping dynamics of freezing supercooled droplets at reduced pressures. Nat Commun 15, 1567 (2024).
DOI: 10.1038/s41467-024-45928-2
https://doi.org/10.1038/s41467-024-45928-2
