8月19日消息，一篇于8月19日提交至arXiv的研究《Molecular Insights into Gas Nanofilms Confined Between Bulk Liquid Phases》系统揭示了纳米尺度约束气膜的热力学行为。

研究由沙特阿卜杜拉国王科技大学（KAUST）与香港城市大学等机构合作完成，作者包括Yafan Yang、Zufeng Zuo、Xingyu Zhao、Shuyu Sun、Denvid Lau。

纳米级厚度的流体膜在受限多相过程中作用关键——从多相催化界面的气泡行为到矿物浮选、地下二氧化碳与氢气储存，都涉及液体环境中约束气相的稳定性问题。但与液体纳米膜相比，自由气膜的热力学与稳定性此前理解很少。

研究以Lennard-Jones氩为模型体系，用分子动力学（MD）模拟系统研究了体液相之间约束气膜的行为。

主要结果有四：表面张力随膜厚减薄呈指数衰减；分离压（disjoining pressure）负值随减薄增大；平面气膜在减薄过程中经历从稳定平面态经液桥形成与生长、向瞬态或持久球形气泡的形态转变；膜表面积强烈影响热力学性质——面积越大，厚度依赖性越强，与经典密度泛函理论（cDFT）的偏差也越大，而小面积下MD与cDFT更吻合，说明偏差主要源于MD包含而平均场理论忽略的热毛细波涨落。此外薄膜区分离压随温度降低而增大。

对涉及气-液-固界面的工业过程而言，这些结论提供了纳米尺度的机理校准：气泡在受限空间中的成核与稳定性直接关系到电解水制氢的电极气泡脱附、浮选药剂设计与多孔介质中封存的气体泄漏评估，模拟数据可用于修正连续介质模型在这些场景下的失效。 （来源：arXiv）