网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

地球环境所揭示接触起电驱动的微液滴非均相反应新机制

0
分享至


微液滴在热力学和动力学性质上显著不同于宏观水体,是驱动非均相界面高效转化的新型微反应单元。接触起电(Contact-Electrification,CE)产生的局域电场可为跨越化学反应势垒提供额外驱动力,并在微液滴带电及界面化学反应中发挥重要作用。但CE过程中电荷如何产生、迁移与积累,以及局域电场如何影响微液滴非均相界面的电荷交换、能量转化和反应路径调控,仍缺乏系统认识。

中国科学院地球环境研究所空气净化新技术团队(AirPNT)联合北京纳米能源与系统研究所,将摩擦电辅助雾化与电磁波实时探测相结合,从CE产生的电荷与能量出发,系统研究微液滴形成过程中的界面电荷动态及其与非均相化学反应之间的关系。研究发现,CE可诱导发生显著的界面电荷分离与极化,并引发微液滴及其周围环境的高频击穿放电,产生可实时探测的电磁辐射,信号强度最高约30 dBm,其无线电磁辐射能量可转化为直流电能回收利用(图1)。CE产生的环境电场还能极化储液区域,使水体出现罕见的负电荷积累,电荷密度达6 nC mL-1,并产生千伏量级高电压(图2);电荷饱和时,储存电能可维持LED阵列工作约1 min。结合理论计算、电子顺磁共振等实验,研究进一步发现,含缺陷固体表面的CE电场有利于微液滴高频击穿和非均相反应,促进自由基、H2O2和H2等物种生成。

上述结果揭示了CE驱动微液滴过程中“电荷迁移-电磁能量释放-界面极化-非均相反应”的连续过程,表明CE产生的局域电场可调控微液滴非均相界面化学反应。该工作为理解微液滴的微反应单元特性、利用界面电场调控微液滴非均相反应提供了机制新认识,并有望拓展微液滴技术在液态介质静电储能、纳米材料制备、水体消毒、空气净化,及自驱动无线传感等领域的应用(图3)。

相关成果发表于Advanced Materials。该工作获国家自然科学基金(42403080)、中国科学院青年交叉团队(JCTD-2022-17)和国家重点研发计划 (2021YFA1201601)等项目共同资助。

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.75039


图1. (a-b) CE电场诱导微液滴高频击穿放电过程中电磁辐射检测装置及实时信号;(c)无线电磁辐射能量收集与直流电输出性能优化。


图2. (a-b) CE电场极化储液区内液体的单位体积电荷随时间变化曲线与CE电场诱导极化及带电过程机制;(c) 储液区域上方电荷随时间变化曲线。


图3. CE电场驱动微液滴的非均相化学循环机制及其在多领域的应用潜力。

特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相关推荐
热点推荐
个人收入要开始严查?2026年起如果账户收入超过这个数,注意下准没坏处。

个人收入要开始严查?2026年起如果账户收入超过这个数,注意下准没坏处。

巢客HOME
2026-10-13 05:10:03
丢脸!烟台马拉松海鲜补给遭大妈哄抢,连摆好的餐桌都被挤塌,工作人员直呼管不住

丢脸!烟台马拉松海鲜补给遭大妈哄抢,连摆好的餐桌都被挤塌,工作人员直呼管不住

子非鱼人
2026-11-02 23:52:52
小沈阳获《披荆斩棘2026》年度总冠军,赛后发文:哥哥们毕业快乐,不道再见,希望很快就能明天见

小沈阳获《披荆斩棘2026》年度总冠军,赛后发文:哥哥们毕业快乐,不道再见,希望很快就能明天见

花样TV
2026-10-31 18:26:21
大乐透第26125期开5注一等奖

大乐透第26125期开5注一等奖

潇湘晨报
2026-11-03 12:33:42
观音手持火枪?这张"穿越P图"竟是雍正年间真迹

观音手持火枪?这张"穿越P图"竟是雍正年间真迹

砚田文化
2026-10-29 07:49:02
3000 亿烤鱼神话破灭了:给活鱼泡药水,闭店潮的背后藏着猫腻!

3000 亿烤鱼神话破灭了:给活鱼泡药水,闭店潮的背后藏着猫腻!

浩渺青史
2026-11-03 00:58:37
善恶有报,移居英国仅2年,57岁吴秀波再迎噩耗,步入李易峰后尘

善恶有报,移居英国仅2年,57岁吴秀波再迎噩耗,步入李易峰后尘

有范又有料
2025-12-17 14:54:06
张怡宁:说实话,如今中国国乒女队能达到世界一流的只有 5 人

张怡宁:说实话,如今中国国乒女队能达到世界一流的只有 5 人

湘村大余
2026-10-14 19:05:57
最新世界排名:丁俊晖下降8位,常冰玉首进top16,赵心童稳守第一

最新世界排名:丁俊晖下降8位,常冰玉首进top16,赵心童稳守第一

杨仔述
2026-11-03 06:46:37
惊险一球!孙颖莎夺冠当天,冲出救球重重跪倒,现场观众一阵惊呼

惊险一球!孙颖莎夺冠当天,冲出救球重重跪倒,现场观众一阵惊呼

阿伧说事
2026-11-03 11:18:48
马斯克为什么这么疯狂地生那么多孩子? 原因很简单,他真觉得人类要完,要搞“基因筛选”!

马斯克为什么这么疯狂地生那么多孩子? 原因很简单,他真觉得人类要完,要搞“基因筛选”!

LULU生活家
2026-10-24 18:01:57
东莞突然“掉头”往东跑!这盘城市棋局远比想象宏大

东莞突然“掉头”往东跑!这盘城市棋局远比想象宏大

阿芒娱乐说
2026-11-03 01:13:13
贝克汉姆长子携妻子跟男模合影,却被嘲“像第三者”,星二代为何遭人厌

贝克汉姆长子携妻子跟男模合影,却被嘲“像第三者”,星二代为何遭人厌

译言
2026-11-03 06:25:58
转校立竿见影!王俊杰狂砍18分13板,攻守兼备已奠定核心位置!

转校立竿见影!王俊杰狂砍18分13板,攻守兼备已奠定核心位置!

篮球资讯达人
2026-11-03 11:52:51
79年,张国焘冻死于老人院,许世友:除了毛泽东,谁也不是他对手

79年,张国焘冻死于老人院,许世友:除了毛泽东,谁也不是他对手

雍亲王府
2026-08-18 17:55:03
毛主席得知儿子在苏联去世后:如果贺子珍不去苏联,这一切绝不会发生!

毛主席得知儿子在苏联去世后:如果贺子珍不去苏联,这一切绝不会发生!

大运河时空
2026-11-03 10:15:05
全身都被吃遍的它,为啥它的奶至今没人敢碰?

全身都被吃遍的它,为啥它的奶至今没人敢碰?

超级数学建模
2026-10-30 02:33:57
厨房里一个调料,导致中国人死亡率全球第一,专家:不能再这么吃

厨房里一个调料,导致中国人死亡率全球第一,专家:不能再这么吃

39疾病百科
2026-11-01 09:01:18
江苏家长举报孩子每天在校时间超15小时,江苏省教育厅厅长回应

江苏家长举报孩子每天在校时间超15小时,江苏省教育厅厅长回应

夏夏回来了随见
2026-11-02 22:11:39
新华社:国乒男队怎么了?网友:唯一的办法,杜绝一切人为操作

新华社:国乒男队怎么了?网友:唯一的办法,杜绝一切人为操作

东方豪侠
2026-11-03 08:13:19
2026-11-03 13:23:00
中科院地球环境研究所
中科院地球环境研究所
地球环境科普平台
1093文章数 1720关注度
往期回顾 全部

科技要闻

马斯克也哭穷!Grok Bot额度暴跌

头条要闻

特朗普誓言:会出手保护马斯克免遭民主党人调查

头条要闻

特朗普誓言:会出手保护马斯克免遭民主党人调查

体育要闻

NBA再无全败队!国王3人20+大胜独行侠

娱乐要闻

著名歌唱家嫁三婚前央视主持丈夫

财经要闻

整晚都在和黑客交易!币安被黑 币圈发财

汽车要闻

百万超跑同款悬架? 第二代海豹07野心不小

态度原创

房产
教育
手机
数码
旅游

房产要闻

新一轮来了!海口官方,下场收房!

教育要闻

日常英语:对新发型不满意

手机要闻

一加Turbo 7或配骁龙8 Gen6 普及全局165Hz高刷

数码要闻

家电行业AI化转型加速 美的年底超九成产品适配家居智能体

旅游要闻

水竹・云居|走进大别山里,走进广袤与平静

无障碍浏览 进入关怀版