12月15日，記者從西南交通大學獲悉，12月10日出版的國際頂級學術期刊刊登了該校材料科學與工程學院博士研究生楊謙（現為西南交通大學博士后）的文章。英國曼徹斯特）是第一作者。 報道了納米約束毛細管凝聚的新理論，并修改了傳統的開爾文公式，以更好地描述亞納米尺度的毛細管凝聚現象，為毛細管凝聚的百年之謎提供了解決方案。 西南交通大學前沿科學與技術研究院院長、材料科學與工程學院材料先進技術教育部重點實驗室教授周作萬為該文章的共同作者。
毛細管凝結是我們從課本上學到的一種自然現象。 它通常發生在接觸表面或多孔材料上。 它在我們的生活中無處不在，影響著許多重要的性能，包括摩擦、吸附、潤滑、腐蝕等。它還在微機械技術、醫藥、食品加工和許多其他工業技術過程中發揮著重要作用。 就連孩子們在海邊玩的沙堡也離不開毛細管凝結。 毛細管凝結現象通常用開爾文方程來科學地描述，該方程在150多年前提出，可以很好地解釋大于10納米（僅為人類頭發絲寬度的千分之一）的通道中的毛細管凝結現象。 然而，如果在環境濕度條件下（通常相對濕度為 30-50%）發生毛細管冷凝，則較小的（
經過長時間的努力，來自曼徹斯特的研究人員使用了具有原子級光滑表面的二維云母和石墨晶體。 通過在兩層晶體之間堆疊具有一定原子層數的二維晶體，??他們獲得了原子級光滑的二維晶體。 表面的納米通道中，最小的通道只有1個原子層高，只能容納一層水分子。 這項工作證明，即使在最小的通道中，開爾文方程仍然適用。 這是一個非常出乎意料的結果開爾文，甚至與我們的認知相反，因為在如此小的維度中，即使是水分子的結構也是離散的層狀結構。 “這讓我感到非常驚訝。我們預計傳統理論會失敗。”該文章的第一作者楊前博士說。 “但這個有百年歷史的方程式仍然成立。” 她提到開爾文方程有這么好的適用性同樣是偶然的。 在發生毛細管冷凝的納米通道中，通常會產生1000個大氣壓以上的負壓，超過深海底部的壓力。 如此巨大的壓力可以使通道發生埃（1埃=0.1納米）級別的尺寸調整，這可以使通道僅容納整數層的水分子。 正是由于這種微妙的調整，開爾文方程在這個尺度上具有廣泛的適用性。
“好的理論通常具有這樣的特點，即在應用范圍之外仍然可以合理。”該文章通訊作者、諾貝爾物理學獎獲得者、該校名譽教授AK Geim博士說。 “開爾文勛爵是一位偉大的科學家，有很多重大發現，但即使是他看到這樣的結果也可能會感到驚訝。畢竟他最早的實驗是基于毫米尺度的。但事實上，他也預言這會是不可能的。所以開爾文，我們的工作可以證明開爾文同時是正確的和錯誤的。”
近年來，周作萬教授領銜的學院功能高分子材料研究團隊瞄準前沿科學和交叉領域，開展探索性研究，積極拓展國際合作渠道，鼓勵研究生特別是博士生、勇于創新、敢于突破、追求有為。 獨具特色的國際前沿學術創新路徑。 根據近期發布的“ESI高被引論文”統計，該研究團隊共有9篇論文入選，位居校內第一。 此外，研究團隊研發的載人航天艙抗菌材料已成功應用于天宮等系列裝備的相關科學實驗，支撐了我國載人航天器研制過程中的抗菌材料選擇和微生物防護技術體系。空間站。 相關成果榮獲2019年度四川省科技進步獎一等獎。
