科研进展 | 我院CCUS方向在Nature Protocols(自然子刊)发表高水平论文

文摘   2024-10-12 15:29   内蒙古  

近期,北京大学鄂尔多斯能源研究院CCUS团队提出“通过表征动态悬滴精确测量界面性质的标准化实验测量方法”,从实验设计、材料准备、仪器校准、数据分析、不确定度分析到常见问题的排查与解析,提供了系统的解决方案。本研究以“Interfacial property determination from dynamic pendant-drop characterizations”(基于动态悬滴表征的界面性质精确测定方法)为题发表于顶级期刊Nature Protocols。


界面是指两种不同性质相之间的边界,其厚度虽仅几纳米,却呈现复杂的三维结构,并具有独特的物理化学特性。这些界面性质在自然界和日常生活中发挥着重要作用,例如植物通过根茎吸收水分和养分、荷叶的自清洁特性、农药的使用效率、油气开采及二氧化碳封存的效果等。界面性质在食品加工、环保技术和能源存储等领域至关重要,直接影响产品质量和生产效率。尽管界面性质在科学研究和工业应用中具有至关重要的作用,其测定过程一直面临着流程不规范、数据不稳定以及结果不一致等挑战。

研究团队优化了从样品预处理、仪器改进、实验测量到数据分析的全流程,提供了详细的实验操作指南,涉及液滴控制、系统校准和光学干扰处理等关键步骤。通过对气水两相和气水油三相体系实际测量的有效数据和无效数据的展示和分析,验证了方法的有效性和准确性。整套实验流程可基于不同实际条件在数天内完成。

图1 动态悬滴表征

▲图2 界面张力及界面流变性实验测量数据
本研究为界面性质的测定树立了新的标准,通过优化动态悬滴表征方法,极大地提高了测量的可靠性和精度,体现了方法学创新;不仅对界面科学的基础理论发展具有重要推动作用,同时为材料科学、化学工程、环境科学等领域的实际应用提供了技术支撑。
北京大学能源研究院博士后潘子晴博士为第一作者,章凯强研究员为通讯作者,合作者包括英国帝国理工学院J. P. Martin Trusler教授与中国科学院院士、北京大学金之钧教授。




拟稿:二氧化碳捕集利用与封存 章凯强
初审:曾悦 刘佳
编辑:宗庸卓玛 
核稿:武燕
终审:张磊

北京大学鄂尔多斯能源研究院
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