科学家揭开了拒水表面之谜

一项新的研究表明,葡萄酒中可能会有微小的气泡,但在水和玻璃表面蜡涂层之间的界面上不会有。

水与疏水(防水)表面接触时的行为,如雨衣和刚打蜡的汽车,长期以来一直困扰着科学家。根据一个有争议的理论预测,疏水表面附近的水会被抽离,并在表面留下一层稀薄的水——也就是说,界面上的水分子会比平时更不紧密。

现在,一组研究人员伊利诺伊大学香槟分校阿贡国家实验室已经解决了争议。利用接近完美的疏水表面和同步加速器x射线测量技术,研究人员发现理论预测是正确的。他们在12月31日的杂志上报告了他们的发现物理评论快报

伊利诺伊大学材料科学与工程、化学和物理教授史蒂夫·格拉尼克(Steve Granick)说:“以前的实验被解释为有时支持耗尽层,有时反对,有时表明固体水在某些地方有密切接触,而在其他地方有‘纳米气泡’。”欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球

“我们研究的一部分是为了帮助理解为什么科学文献中存在如此多的分歧,”格拉尼克说,他同时也是该校弗雷德里克塞茨材料研究实验室(Frederick Seitz Materials Research Laboratory)和贝克曼高级科学技术研究所(Beckman Institute for Advanced Science and Techn欧洲杯足球竞彩ology)的研究员。欧洲杯线上买球

为了研究疏水性,研究人员首先制备了一种近乎理想的疏水表面——自组装的端甲基十八烷基硅烷单分子层。然后,他们对水和单分子层之间的界面进行了同步加速器x射线测量。

测量结果显示了一个耗尽层,大约有一个水分子的厚度。耗竭层存在于有或没有空气溶解在水中。研究人员得出结论,由于没有看到纳米气泡,气泡肯定不会在疏水性中发挥重要作用。

同步加速器x射线数据“明确地证实了理论预期,即当水遇到平面疏水表面时,会形成耗尽层,”研究人员写道。

格拉尼克说:“我们发现,在一个真实的系统中——比理论假设的更复杂——理论确实抓住了本质。”“下次我看到雨衣上的水珠时,我对水分子体验雨衣的看法将会有所不同。”

http://www.uiuc.edu

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