照片:flickr/bradleygee你有没有试过把湿玻璃杯从咖啡桌上拿起,结果却只是在桌子上滑动,因为它好像被吸住了?在这项研究中,三位物理化学家进行了大量的分子建模,以解释这种现象,包括询问酒精的“密封”效果比水更强还是更弱。结果表明,水和/或酒精分子之间分子相互作用引起的表面张力需要一定的力才能打破,而酒精所需的力小于水。作者认为,这具有重要的意义:“这项工作符合基础研究的道德准则。然而,结果可能具有严重的社会影响。我们注意到,从湿桌子上拿起玻璃杯所需的能量对于烈酒(酒精含量超过 40%,如图 10 所示)来说是最低的。因此,醉酒的人可能会想喝威士忌而不是水,因为它拿起玻璃杯只需要一半的力。然而,这一发现对酒精消费模式的影响超出了本文的范围。”从湿桌子上拿起玻璃杯:一个微观图像。 “为什么很难从桌子上拿起湿玻璃杯?如果玻璃杯和桌子之间有威士忌会更容易吗?从宏观上看,情况非常简单:必须破坏通过氢键和/或范德华力间接连接的两个表面。首先,必须产生表面,从而导致表面张力,之后必须打破液体桥。在这里,我们使用分子动力学模拟在微观层面上研究了这种现象。在不同的距离和不同的酒精/水混合物之间,测量了两个石英板之间的有效力。这使我们能够计算出“从桌子上拿起玻璃杯”所需的总功。讨论了该过程的不同方面,例如聚集和液体排序。我们将液体/玻璃界面的结构与液体/蒸汽界面的结构进行了比较,并给出了后者的模拟结果,例如表面张力。基于模拟,我们能够提供酒精浓度作为函数的分离过程中能量学的详细描述。结果表明,在分离两块之间有水或 10% MeOH 溶液的板时,会发生净熵损失,而对于更高浓度的酒精,则会发生净熵增益。这些发现增加了我们对胶体悬浮液性质的理解,这对于工艺技术非常重要。” 主要文本中的奖励图:

玻璃杯和桌子(均为红色)以及水/酒精混合物(绿色)在从桌子上拿起湿玻璃杯过程中的分子模型。

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