有气体溶解和没有气体溶解的水中石墨烯间的疏水引力

凝聚物理学界发现溶解在水中的气体会在疏水表面吸附,由此认为当疏水物体间距足够小的时候,吸附在疏水表面的气体会相互联通形成纳米气泡桥,纳米气泡桥连结疏水物质形成疏水引力,但是关于纳米气泡桥的形成过程和形态,力学界还没有一个清晰的描述.采用分子动力学方法,研究了在有气体溶解的水中和没有气体溶解的水中两片石墨烯间的引力作用,分析了两种情况下各相密度分布的变化过程、结构相图的变化过程和平均力势的变化过程,详细阐明了纳米气泡桥的形成和消失过程,并定量计算了纳米气泡桥的作用效果和作用距离.模拟结果表明:两片石墨烯在有气体溶解的水中和无气体溶解的水中的疏水引力都是由纳米气泡桥引起的.当石墨烯间距小于0.5nm时,无论水中是否有气体溶解,疏水引力由真空纳米气泡桥引起;当石墨烯间距大于0.5nm时,在没有气体溶解的水中,疏水引力由水蒸气纳米气泡桥引起;而在有气体溶解的水中,疏水引力由所溶气体形成的纳米气泡桥引起.      

基于气液混合层的吸附气体稳定性机理

实验表明溶解在水中的气体会在疏水表面吸附和集聚,学界普遍认为其有"纳米气泡"和"微气饼"两种存在形式.对于这两种形式,经典理论无法解释其稳定存在.本文采用分子动力学方法对气体吸附和积聚过程进行模拟,结果显示吸附气体表层覆盖着气液混合层,对该混合层的形状和特性进行分析和研究,发现该气液混合层具有较高的粘度并且对气体的扩散...