【48812】倒茶叶水竟能助推科研？同济教授想入非非有了新发现

　　将喝剩余的茶叶水一次性倾倒而出，往往会发现总有茶叶存留在杯壁内，为此不得不再用杯子一次或屡次接入自来水，直至将杯中茶叶彻底铲除洁净。如何用物理学原理破解这一现实问题？同济大学物理科学与工程学院杜艾教授想到了爱因斯坦茶叶悖论，他经过旋转手中的茶杯，然后快速倾倒杯身，茶叶和水被一起倒出，发现杯内无一片茶叶残留。

　　日前，世界闻名综合类期刊《科学发展》以“爱因斯坦茶叶悖论诱导的纳米粒子局域凝集及其向金气凝胶的改变”为题，在线宣布了同济大学气凝胶课题组的研讨性论文。这一学术作用的产生，正是源于倒茶叶水带来的启示。

　　人们一般以为，拌和就从另一方面代表着涣散。杜艾表明，诞生于百年前的闻名的爱因斯坦茶叶悖论告知咱们，搅动杯子里的茶叶，茶叶并非向杯子两边散开，而是在拌和引起的二次流作用下，集合在好像“甜甜圈”状的环形区域中，并在拌和中止后集合在杯子中心。人们大多对纯流体和携带大尺度颗粒流体的二次流作用比较了解，但关于纳米粒子在流体中具有什么样的效应，至今还鲜有文献提及。

　　彼时，杜艾教授和周斌教授的博士生张泽辉正在展开高纯度金气凝胶的研讨。在导师的提示下，他测验将“茶叶悖论”效应拓宽到纳米流体中。他模仿研讨了在拌和条件下纳米粒子随同流体流速的运动规则，并对拌和条件下SiO2纳米颗粒涣散液进行了激光散射试验和散射光灰度值剖析。该研讨不只验证了纳米流体中也存在“茶叶悖论”效应，还发现存在拌和器驱动所导致的局域纳米粒子浓度升高、层流间纳米粒子局域集合的现象。“纳米流体中的这种部分区域凝集效应，很合适用于促进低浓度胶体中粒子或分子的快速集聚。”杜艾说。

　　根据上述研讨发现，研讨团队选用简略继续的拌和战略，便完成了高纯度的单质金气凝胶和其他金属气凝胶的快速制备。拌和作用下多重的纳米粒子集合效应，提高了纳米粒子在液体部分空间中的浓度，大大促进了纳米粒子间的自拼装交联，然后加快了金属纳米粒子凝胶化的进程。

　　“假如选用惯例的静置沉降法制备金属气凝胶，凝胶化的进程往往需求大约1周时刻。现在仅经过加以拌和，就可将凝胶化的时刻缩短到20分钟左右，作用很惊人。”杜艾介绍道。

　　研讨还发现，加热能够导致前驱体氯金酸溶液性质产生可逆改变，使得气凝胶的骨架尺度可在10-200nm的范围内可调控。所得的金气凝胶具有十分杰出的光催化降解与外表拉曼增强功能，未来在环境处理和生命科学范畴具有潜在的使用远景。

　　据悉，张泽辉为论文榜首作者，杜艾教授和周斌教授为一起通讯作者，沈军教授、张志华副教授以及中南大学贾明涛教授也对文章作出贡献。该研讨取得国家重点研制方案和国家自然科学基金的赞助。