使用原子力显微镜量化单个亚微米半固体粒子的粘度.
Chamika K Madawala1, Hansol D Lee1, Chathuri P Kaluarachchi1
1Department of Chemistry, University of Iowa, Iowa City, Iowa 52242, United States.
Analytical chemistry
|September 23, 2023
概括
这项研究引入了原子力显微镜 (AFM) 来测量单个大气气溶的粘度. 这种新方法量化了气溶粘度,这对于理解大气化学和气候影响至关重要.
科学领域:
- 大气化学 大气化学
- 物理化学 物理化学
- 材料科学 材料科学 材料科学
背景情况:
- 大气气溶粘度对于气体扩散,异质化学和气候影响至关重要.
- 半固体气溶是常见的,具有不同的粘度,但直接测量是具有挑战性的.
- 现有的技术在测量单个亚微米气溶粘度方面存在局限性.
研究的目的:
- 开发和验证一种用于量化单个亚微米半固体大气气溶粘度的新方法.
- 为了研究相对湿度 (RH) 对气溶粘度的影响.
- 建立一种适用于各种气溶尺寸和成分的技术.
主要方法:
- 利用原子力显微镜 (AFM) 对基板沉积的单个气溶颗粒进行力光谱.
- 将凯尔文-沃伊格特粘弹性模型应用于AFM数据以确定粘度.
- 使用葡萄糖,糖糖和拉芬糖等模型化合物验证了该方法.
主要成果:
- 成功量化了单个半固体气溶颗粒在~10^4-10^7 Pa 秒范围内的粘度.
- 证明了AFM方法对从几十纳米到几微米的粒子的适用性.
- 展示了该方法与对粒子组成的先前知识的独立性.
结论:
- 该AFM方法提供了直接和多功能方法来测量单个气溶粘度作为RH的函数.
- 这种技术克服了微微米气溶粘度量化的现有方法的局限性.
- 对真实大气气溶的未来应用将增强对它们在大气过程和气候中的作用的理解.
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