形状分离物质

东京大学工业科学研究所的研究人员报告了一个新的物理模型,它显示了多孔材料的拓扑结构如何影响二元混合物的相分离。该模型采用了多孔结构的密度场和二元混合物的组成场这两个变量,表明拓扑结构对分相的影响很大,这取决于多孔结构是随机的,是二维的还是三维的。

为IIS教授Hajime Tanaka,谁领导了这项研究,说明,二元混合物的相分离或分层,在多孔材料取决于两个因素。

相分离、表面润湿性和孔隙的几何结构都是相互关联的。结构取决于大小和拓扑结构。研究拓扑学是很困难的。

了解这种影响在电池、医疗诊断和石油开采等领域有着广泛的应用。

以前的研究一般认为,孔可以近似为直筒的组装,但实际上,形状是随机的,可以采用不同的拓扑结构,使分离动力学复杂化。了解这些影响,Tanaka和他的合作者清水良太郎博士开发了一种观察两混合物质分开的时候沉浸到不同层次的表面润湿性的多孔材料和两种不同的拓扑结构新颖的相场模型,2D或3D,模型显示分层和湿度之间有明显的关系,但一个是由拓扑结构的影响。

“只有三维多孔结构可以是连续的,”Shimizu说。

这种区分的意义导致的三维结构独特的构象,Shimizu称之为“双网络结构”。结果表明,由于孔隙结构中不同的拓扑结构,相分离过程中的动力学是不同的。

Tanaka说:“我们的研究表明,在孔隙结构上的差异会导致相分离的巨大差异。”。

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