中国科学家首次证实“临界冰核”存在

湖南龙网知识频道 - 生活 来源:新华网2019-12-2009:16 浏览

湖南龙网-知识频道:新华社北京12月19日电(采访人员张泉、董瑞丰)中国科学家首次在实验上证实了水结冰过程中“临界冰核”的存在 , 并给出了“临界冰核”的尺寸和过冷温度的关系 , 从而证实了“

  新华社北京12月19日电(采访人员张泉、董瑞丰)中国科学家首次在实验上证实了水结冰过程中“临界冰核”的存在 , 并给出了“临界冰核”的尺寸和过冷温度的关系 , 从而证实了“经典成核理论”的预言 。 研究成果19日在国际知名学术期刊《自然》在线发表 。

  低温下水结冰的现象再常见不过 , 但微观层面上“水变冰”的具体过程却不为人所知 。 近百年前 , 科学家吉布斯等人基于热力学原理 , 提出相变的“经典成核理论” , 认为如水结冰这类相变需经过一个成核过程 , 水过冷形成小冰核 , 仅当形成的冰核偶然超过临界尺寸(即“临界冰核”)时 , 相变才能自发发生 。

  然而 , 由于“临界冰核”的偶然性、瞬时性(纳秒级别)和微观性(纳米级别) , 给微观探测带来极大难度 。 数十年来 , 微观探测技术的发展使得“经典成核理论”的许多推论得到证实 , 但对成核理论的核心概念“临界核”的存在性 , 研究人员始终无法给出直接的实验证据 。

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