錢學森力學班大三學生薛楠等揭示漂浮顆粒遠離非平衡態(tài)的穩(wěn)定性機理
獲得美國化學學會網(wǎng)站頭條新聞展示
清華新聞網(wǎng)12月10日電 懸浮顆粒的自組裝是一種廣泛觀察到的現(xiàn)象，在生物、制藥、制備等方面有廣泛的應用。理想情況下，相同的浮動球體或圓柱體筏應聚集成一種密排的方式（圖1中的a和b）。然而，實際觀察到的組裝筏，卻呈現(xiàn)大的各種形式的缺陷（圖1中的c）。對于這樣一個具有普遍性的矛盾，人們似乎一直沒有認真思考并作出合理解釋。
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圖1.（a）漂浮在液體表面的兩顆粒由于液橋作用，自發(fā)團聚到一起；（b）同理，漂浮的三顆粒應自發(fā)趨向于密堆積；（c）實際觀察到的一個漂浮顆粒聚集，含許多缺陷（洞）。
最近，在清華學堂計劃“錢學森力學班”項目首席教授鄭泉水指導下，這個困惑被錢學森力學班大三年級的學生薛楠等為主的研究組破解了。他們的研究結果表明，顆粒之間的橫向液橋，配合由于接觸角遲滯所導致的釘扎，產(chǎn)生了不完善筏的機制。利用這個最新發(fā)現(xiàn)，他們還展示了如何利用毛細力來組裝各自遠離平衡態(tài)的不同的懸浮顆粒組裝形態(tài)（圖2）。
圖2：親水性顆粒之間液膜橋的存在和接觸角遲滯所導致的釘扎，被利用來塑造不同形態(tài)的漂浮顆粒聚集體,它們能在微風吹拂或小的波浪下持續(xù)穩(wěn)定地保持形狀數(shù)天。
這篇剛發(fā)表的研究論文 Strongly Metastable Assemblies of Particles at Liquid Interfaces（液面漂浮顆粒超強的亞穩(wěn)態(tài)自組裝），成為了2014年12月5日的ACS編輯們的舉薦（ACS Editors’ Choice），放在ACS（美國化學學會）雜志網(wǎng)站(pubs.acs.org)作為頭條新聞展示一周，并成為永久免費瀏覽資源。
該論文在ACS雜志網(wǎng)站頭條展示的首頁。
美國化學學會（ACS）成立于1876年，是化學論文發(fā)行量和影響最大的雜志發(fā)行單位。據(jù)2013 Journal Citation Reports（期刊引證報告）統(tǒng)計，ACS的45種雜志2013年共發(fā)行的文章39358篇、引用次數(shù)達2410225次。
ACS Editors’ Choice是ACS于2014年1月1日推出的一項擴大刊物影響力的舉措，每天從ACS開辦的44種訂閱期刊中選取一篇具有重要科學意義和潛在廣泛影響的論文，由400多位ACS期刊編輯的提名推薦，成為永久免費瀏覽資源。ACS Editors’ Choice的文章發(fā)放到ACS的首頁上，以圖片形式滾動播放7天，相當于每天的頭條，目前只有300多篇文章享有該項榮譽。
供稿：錢學森力學班 編輯：蕾蕾 襄樺
