超级计算机模拟揭示了液滴如何结合

科学家已经揭示了导致液体液滴结合的精确分子机制,这一发现可能具有广泛的应用前景。

研究表明,了解液滴合并的方式可以帮助提高3D打印技术的准确性,并有助于改善雷暴和其他天气事件的预​​报。

来自爱丁堡大学和沃里克大学的一组研究人员在超级计算机上进行了分子模拟,以分析液滴表面形成的微小波纹之间的相互作用。

这些涟漪 - 被称为热毛细波 - 太小,无法用肉眼或最先进的实验技术检测到。

研究人员发现,这些微小的波浪穿过附近水滴之间的间隙,并在它们之间进行第一次接触。

研究小组表示,一旦水滴接触到,液体分子就会像夹克上的拉链一样将两个表面拉到一起。这导致液滴完全合并。

研究团队表示,研究合并液滴的动力学有助于提高对雨滴在暴雨中形成的条件的理解。

该团队使用ARCHER英国国家超级计算服务 - 由大学的高性能计算设施EPCC运营 - 进行模拟。它们使用了数千个处理器来模拟近500万个原子之间的相互作用。

该研究发表在“物理评论快报”上,得到了工程与物理科学研究委员会的支持。

爱丁堡大学工程学院的首席研究员Sreehari Perumanath说:“我们现在对液滴如何在分子水平上结合起来有了很好的理解。这些见解与现有知识相结合,可以使我们更好地了解雨滴的增长和雷暴的发展,或提高印刷技术的质量。该研究还可以帮助设计新一代高功率电子产品的下一代液体冷却系统。“

来自华威大学数学研究所的James Sprittles博士说:“为纳米级液滴的波浪开发的理论框架使我们能够理解爱丁堡卓越的分子模拟数据。批判性地,新理论允许我们预测更大的行为。工程规模的液滴,对于ARCHER来说太大而无法捕获,并且能够实现新的实验发现。“