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中科院化学所研究人员破解二维泡沫演化百年难

2月22日,记者从中国科学院化学钻研所获悉,该所中国科学院化学钻研所绿色印刷重点实验室钻研员宋延林课题组科研职员对泡沫蜕变历程进行了有效调控,办理了困扰该领域科学家百余年来的科学难题。该钻研成果颁发在近期出版的《自然—通讯》(Nat. Commun.)杂志上。

泡沫具有高比外面积、可压缩性、声波节制、光学衍射和散射等特殊机能,并同时具有固体和液体的力学性子,是一个不稳定的体系。“大年夜的更大年夜、小的更小”是人们对泡沫的普遍印象。这类似于丛林轨则的“弱肉强食”征象,被科学家们成为“奥斯瓦尔德熟化”机制。上百年来,这一机制成为人们钻研并使用泡沫的难题。

近年来,宋延林课题组在纳米材料印刷及图案化领域开展了系统钻研。他们在固体外面打印和构造了正确可控的三维微米布局,冲破传统印刷技巧的精度极限,实现了微纳米尺度精细图案的印刷及纳米功能材料的可控组装,并成长了在印刷电子及可穿着器件领域的利用。

在此根基上,钻研职员发明,这种带有微米布局的模板可以用于调控二维泡沫的演化。在泡沫中的气泡发展蜕变历程中,微米布局能调控气泡的外面曲率半径,使其不再随体积增大年夜而增大年夜,以致还呈现随体积增大年夜而减小的情形。“这样,泡沫的蜕变由原本的‘弱肉强食’变成了‘限富济贫’的模式,恰是‘反奥斯瓦尔德熟化’的模式。”钻研职员表示。

同时,他们还经由过程改变微布局的几何排列,调控泡沫蜕变成所设定的图案,从而实现二维泡沫演化的“可编程性”。据懂得,图案化的二维气泡有望在透明电极等光电器件上利用。

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