COVID-19 Impact on Pharmaceutical Packaging in Chemicals and Materials Industry

모래성 뒤에 숨겨진 과학은 무엇입니까?

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  • 2021년 1월 29일

마침내 연구자들은 모세관 응결이 왜 항상 관찰하기 어려운지, 그리고 이것이 근본적으로 몇 층의 물을 포함하는 미세한 현상인지, 그리고 이것이 어떻게 그렇게 안정적인지에 대한 이 반쯤 오래된 수수께끼에 답하는 데 성공했습니다. 그것이 물리학의 법칙이거나 항상 일어나는 마법 같은 환상이라면요. 벌크수의 미시적 방정식과 거시적 특성을 이용하여 합리적으로 기술하는 것은 매우 어렵다. 다공성 물질 및 재료 내부에 존재하는 기공으로 인해 수증기가 지속적으로 응축되기 시작합니다. 수증기는 일반적으로 주변 공기에서 발생하여 침전되고 응축됩니다. 액체층은 몇 개의 분자 두께로 되어 있기 때문에 이 유비쿼터스 현상에 대한 이해와 지식이 어딘가 부족했습니다.

이번 달 10년 전 코스티아 노보셀로프(Kostya Novoselov)와 함께 노벨 물리학상을 수상한 노벨상 수상자 안드레 가임(Andre Geim)이 이끄는 맨체스터 대학의 연구원들은 정상적인 주변 조건에서 수증기가 응축될 수 있을 만큼 작은 인공 모세관을 만들었습니다. 연구진은 수증기의 크기 때문에 크기가 매우 작은 인공 모세혈관을 만들었습니다.

모세관 응축 현상에 대해 이야기하면 교과서 과정은 우리 주변 세계에 편재하며 학창 시절에 공부했을 것이고 지구상에 존재하는 거의 모든 생물이 일상 생활에서 사용하는 중요한 속성입니다. 특성은 마찰, 접착, 스틱션, 윤활 및 부식이며 모세관 응축에 의해 크게 영향을 받습니다. 대부분의 기술 과정에서 이 현상은 마이크로전자 공학, 제약, 식품 및 기타 산업에서 사용되는 중요한 현상이며 어린이와 가족이 너도밤나무 위에 모래성을 지을 수도 없습니다. 이러한 모세관 응축 과정이 자연에 존재하지 않는다면 그들은 자신의 집을 갖는 꿈을 누릴 수 없습니다. 과학적으로 이것은 수천 개의 머리카락 너비와 거의 같은 10나노미터만큼 작은 모세혈관에서도 정확하게 정확하고 매우 신뢰할 수 있는 것으로 입증된 150년 된 켈빈 방정식으로 설명됩니다. 실내 온도에서 응결이 발생하려면 또는 30% ~ 50%의 매우 일반적인 조건에서 모세혈관의 크기를 다양하게 변경하고 크기를 1 nm 줄여야 합니다. 이는 물 분자의 크기와 비슷하지만 매우 작습니다.