12月15日，记者从西南交通大学获悉，12月10日出版的国际顶级学术期刊刊登了该校材料科学与工程学院博士研究生杨谦（现为西南交通大学博士后）的文章。英国曼彻斯特）是第一作者。 报道了纳米约束毛细管凝聚的新理论，并修改了传统的开尔文公式，以更好地描述亚纳米尺度的毛细管凝聚现象，为毛细管凝聚的百年之谜提供了解决方案。 西南交通大学前沿科学与技术研究院院长、材料科学与工程学院材料先进技术教育部重点实验室教授周作万为该文章的共同作者。
毛细管凝结是我们从课本上学到的一种自然现象。 它通常发生在接触表面或多孔材料上。 它在我们的生活中无处不在，影响着许多重要的性能，包括摩擦、吸附、润滑、腐蚀等。它还在微机械技术、医药、食品加工和许多其他工业技术过程中发挥着重要作用。 就连孩子们在海边玩的沙堡也离不开毛细管凝结。 毛细管凝结现象通常用开尔文方程来科学地描述，该方程在150多年前提出，可以很好地解释大于10纳米（仅为人类头发丝宽度的千分之一）的通道中的毛细管凝结现象。 然而，如果在环境湿度条件下（通常相对湿度为 30-50%）发生毛细管冷凝，则较小的（
经过长时间的努力，来自曼彻斯特的研究人员使用了具有原子级光滑表面的二维云母和石墨晶体。 通过在两层晶体之间堆叠具有一定原子层数的二维晶体，他们获得了原子级光滑的二维晶体。 表面的纳米通道中，最小的通道只有1个原子层高，只能容纳一层水分子。 这项工作证明，即使在最小的通道中，开尔文方程仍然适用。 这是一个非常出乎意料的结果开尔文，甚至与我们的认知相反，因为在如此小的维度中，即使是水分子的结构也是离散的层状结构。 “这让我感到非常惊讶。我们预计传统理论会失败。”该文章的第一作者杨前博士说。 “但这个有百年历史的方程式仍然成立。” 她提到开尔文方程有这么好的适用性同样是偶然的。 在发生毛细管冷凝的纳米通道中，通常会产生1000个大气压以上的负压，超过深海底部的压力。 如此巨大的压力可以使通道发生埃（1埃=0.1纳米）级别的尺寸调整，这可以使通道仅容纳整数层的水分子。 正是由于这种微妙的调整，开尔文方程在这个尺度上具有广泛的适用性。
“好的理论通常具有这样的特点，即在应用范围之外仍然可以合理。”该文章通讯作者、诺贝尔物理学奖获得者、该校名誉教授AK Geim博士说。 “开尔文勋爵是一位伟大的科学家，有很多重大发现，但即使是他看到这样的结果也可能会感到惊讶。毕竟他最早的实验是基于毫米尺度的。但事实上，他也预言这会是不可能的。所以开尔文，我们的工作可以证明开尔文同时是正确的和错误的。”
近年来，周作万教授领衔的学院功能高分子材料研究团队瞄准前沿科学和交叉领域，开展探索性研究，积极拓展国际合作渠道，鼓励研究生特别是博士生、勇于创新、敢于突破、追求有为。 独具特色的国际前沿学术创新路径。 根据近期发布的“ESI高被引论文”统计，该研究团队共有9篇论文入选，位居校内第一。 此外，研究团队研发的载人航天舱抗菌材料已成功应用于天宫等系列装备的相关科学实验，支撑了我国载人航天器研制过程中的抗菌材料选择和微生物防护技术体系。空间站。 相关成果荣获2019年度四川省科技进步奖一等奖。
