Morfología de los aerosoles separados en fase líquido-líquido

Área de la Ciencia:

• Química y física de la atmósfera
• Química Física
• Ciencias de los materiales

Sus antecedentes:

• La morfología de los aerosoles influye significativamente en la absorción de gas/agua y en las reacciones heterogéneas en la atmósfera.
• Distinguir experimentalmente las morfologías de los aerosoles (por ejemplo, núcleo de la cáscara, humedad parcial) y cuantificar la humedad interfacial es un desafío.

Objetivo del estudio:

• Predecir cuantitativamente la morfología de los aerosoles separados en fase líquido-líquido utilizando propiedades físicas fundamentales.
• Desarrollar un modelo termodinámico para predecir la estructura del aerosol y los ángulos de contacto interfacial.

Principales métodos:

• Minimización de la energía libre para determinar la estructura del aerosol de equilibrio.
• Aplicación de la ecuación de Young para predecir los ángulos de contacto en aerosoles de mayor tamaño (> 100 nm).
• Simulaciones moleculares para validar las predicciones termodinámicas y calcular la tensión de la línea.

Principales resultados:

• El ángulo de contacto depende de la composición pero no de la cantidad de fase, predecible a partir de las tensiones superficiales para aerosoles > 100 nm.
• Para aerosoles más pequeños, la morfología también depende de la tensión de la línea.
• El modelo predice con precisión las morfologías experimentales y proporciona ángulos de contacto más allá de la resolución experimental, que rara vez superan los 30 ° para los aerosoles atmosféricos.

Conclusiones:

• Una simple ecuación analítica puede calcular el ángulo de contacto de las gotas líquido-líquido.
• Este modelo tiene amplias aplicaciones para predecir la morfología de los aerosoles atmosféricos y sus impactos químicos.
• Las predicciones termodinámicas son validadas por simulaciones moleculares, confirmando los valores de tensión de línea teóricos y experimentales.