東京大學的一個研究小組發現了一個普遍規律,可以解釋從液體凝膠轉變為固體凝膠過程中保水性(滲透壓)的變化。

 在以明膠液體凝固成果凍、牛奶凝固成酸奶等變化為代表的凝膠化中,隨著液體凝固,滲透壓顯著降低。滲透壓是決​​定凝膠保水能力的一個因素,從果凍或酸奶表面滲出液體可以看出,由於凝膠化,保水能力下降,但這種水滯留能力(滲透壓) 迄今為止,尚無統一解釋滲透壓變化的規律。

 這一次,研究人員製作了模擬凝膠化過程的單獨樣品,並耐心地進行了長期測量,以準確測量凝膠化過程中滲透壓的變化。從“萬能狀態方程”的角度分析測量結果,發現無論果凍或酸奶等物質的類型如何,凝膠化過程中的滲透壓都可以用一個普遍的普遍規律來解釋。

 1972年,法國物理學家杜根內斯博士發現了鐵變成磁鐵(磁躍遷)現象與聚合物溶液的共性,後來被授予諾貝爾物理學獎。這種“聚合物-磁性材料對應”對於液氦的超流體轉變和基本粒子的夸克和膠子的相變等各種臨界現像也很常見,據說聚合物溶液也有很長的聚合物鏈。已經發現從宏觀性質顯示出類似的普遍性。

 近 50 年後,這項研究開始於 Dugenne 博士的想法可能適用於凝膠化過程的想法,結果,不僅聚合物溶液而且凝膠化過程都遵循相同的通用狀態方程。世界上第一次。

 由於該研究為控制凝膠的保水能力提供了材料設計指南,預計可作為醫用材料的新型軟濕凝膠材料的開發將進一步加快。

論文信息:[物理評論快報] 通用狀態方程描述了整個凝膠過程中的滲透壓

東京大學

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