想象一下:夏天来临,你刚刚给自己的花园围栏刷完了油漆,结果刚开始下雨了。
与此同时,不远处的一位朋友也刚刚完成了同样的事情,但他们所在的地方阳光明媚,因此他们所刷的新鲜围栏周围保持着干燥的条件。
那么,哪一处围栏会更快地干燥呢?我们可能会本能地认为后者会更快,由于湿度较低,但我们错了。
最新的研究证明了这一点。

pva折叠门漏风_哪一处围栏会更快地干燥呢 防火门

在一项新的研究中,研究职员测试了一种理论,阐明了在聚合物溶液(如油漆)中,水或其他溶剂的蒸发速率可以独立于环境湿度的缘故原由。

实验表明,随着水从油漆中蒸发,聚合物分子被推向表面,并形成了一个密集的层。
这种皮肤状的表面实质上减缓了蒸发速率,同时保护油漆免受湿度的影响。

这可能看起来只是一个大略的答案,彷佛与家庭装饰无关,但其影响也可能延伸到与之绝不相关的领域——病毒。
对付许多情形来说,独立于湿度的蒸发都具有上风。
例如,我们的皮肤有助于保持险些恒定的蒸发速率,以保持水分。
这是由我们皮肤细胞膜造成的,脂质分子可以改变以调度汗水蒸发的速率。
但这是我们身体须要时发生的主动反应。
会不会也有一种被动的版本呢?

2017年,法国波尔多大学的一位化学工程师提出了一个假设,即独立于湿度的蒸发并不一定须要主动相应。
根据该科学家让·巴蒂斯特·萨尔蒙的说法,这个过程该当在溶剂从大分子溶液中蒸发时发生,这些大分子已知会被吸引至干燥表面。

根据萨尔蒙的预测,大分子形成密集层后,溶液的蒸发速率该当保持恒定,无论周围条件是干燥透风还是湿度达到100%。

“我们想知道,这[假设]是否可能对呼吸道病毒液滴的蒸发有影响,由于这些液滴中也含有高分子聚合物。
”英国爱丁堡大学的软物质物理学研究生Max Huisman在一份声明中说道。

现有的有关病毒传播的模型忽略了生物聚合物在液滴蒸发中的浸染。
这是由于估量这些分子不会像人体皮肤细胞那样进行主动过程。

因此,爱丁堡的研究团队开始用一种大略、无活性和非生物聚合物溶液来测试萨尔蒙的假设,并查看它适用的参数范围。

为了测试这一过程,该团队建造了一个装置,用于丈量在不同湿度下常见水-聚合物溶液(聚乙烯醇或PVA)的蒸发速率。

该装置由一个圆柱形塑料储液器组成,其壁上钻有五个孔。
这些孔被填满溶液(PVA),而玻璃毛细管则连接到每个孔。
这些管是矩形的,并且横向延伸离开储液器。

为了确保蒸发发生在毛细管突出的末端,他们在溶液表面上加了一层油。
储液器然后放在一个湿度掌握的箱子里的称上。
团队将湿度值保持在25%到90%之间,然后监测从储液器中流失落的水的质量。
这些实验每次都须要花费17个小时来进行。

在每个实验中,前三个小时的蒸发保持稳定,但随后随着聚合物层在表面积聚,蒸发速率低落,正如萨尔蒙假设的那样。

不过,这个实验给原假设增长了两个新的方面。
首先,在受保护的皮肤形成之前发生的早期恒定蒸发速率在湿度增加时并没有低落。
其次,最初的三个小时势后,蒸发速率低落了——正如我们预见的那样——但只有在湿度值低于80%时,其蒸发速率与湿度无关。
在这之上,随着湿度的增加,蒸发速率减小,这表明还有其他成分在起浸染。

根据显微镜剖析,溶液形成了额外的凝胶皮层,进一步减少了水分子到达表面的能力,这是萨尔蒙没有预见到的。
类似的凝胶皮层最近在呼吸道液滴表面上不雅观察到,因此这个过程在生物聚合物中也可能是明显的。

谁能想到油漆的干燥是如此有趣呢?

这项研究揭橥在《物理评论快报》上。