單顆粒氣溶膠液滴吸濕揮發特性研究

作者：仝玉愷,方藤,柳瑤瑤,趙東平,葉安培

摘要：大氣氣溶膠粒子的熱動力學過程主要源于多元物質的非理想混合,其演化過程包括液-液相分離、吸濕-揮發、非平衡傳質等。相關物理化學參數是理解氣溶膠演化過程、分析演化動因、預測演化路徑的基礎,而精確的單粒子測量是獲取這些重要參數的關鍵。利用自主開發的氣溶膠拉曼光鑷系統,實現了單顆粒氣溶膠液滴無接觸長時間捕獲,并通過改變氣溶膠粒子所處環境的相對濕度,模擬了實際大氣中懸浮氣溶膠液滴的吸濕-揮發熱力學演化過程。通過測量單顆粒液滴粒子的腔共振拉曼光譜信號,結合相應的物理模型精確測量了氯化鈉、蔗糖和檸檬酸三種不同氣溶膠液滴粒子在吸濕-揮發過程中的粒徑、折射率、擴散系數、揮發通量等重要物化參數,分析了有機/無機氣溶膠液滴的吸濕-揮發特性對相對濕度變化的不同響應以及氣溶膠液滴可能存在的玻璃態、膠態等相變行為,為理解實際大氣氣溶膠吸濕-揮發過程提供了重要參考。

發文機構：北京大學信息科學技術學院電子學系納米器件物理與化學教育部重點實驗室

關鍵詞：氣溶膠液滴吸濕性揮發性拉曼光鑷aerosol droplethygroscopicityvolatilityRaman optical tweezer

分類號： O439[機械工程—光學工程]O648.18[理學—物理]