泰坦雾霾类似物的跨实验室比较研究：表面能

在泰坦的氮-甲烷大气中，光化学作用导致复杂有机颗粒的生成，形成泰坦的厚霾层。多个实验室制备了气溶胶类似物，或称“索林”（tholins）；然而，以往大多数研究仅考察单一实验室制备的类似物，而非系统的比较分析。在本研究中，我们对三个独立实验室在广泛实验条件下制备的七种索林样品的一项重要材料属性——表面能——进行了比较研究，并探讨了它们的共性与差异。发现所有七种索林样品均具有高表面能，因此具有高度内聚性。因此，若泰坦表面沉积物与索林类似，未来如“蜻蜓号”（Dragonfly）等任务很可能遭遇黏性沉积物。我们还确定了所有索林样品的一个共性：至少 30 mJ/m² 的高色散（非极性）表面能分量。这一共同属性也可能为泰坦上实际的雾霾颗粒所共有。鉴于与泰坦雾霾相互作用的最丰富物种（甲烷、乙烷和氮）本质上为非极性，雾霾颗粒的色散表面能分量可能是泰坦上凝析物-雾霾及雾霾-湖泊液体相互作用的决定性因素。借助索林样品的这一共同特征，我们证实了 Yu 等人（2020）先前研究的发现：雾霾颗粒很可能是甲烷和乙烷云的良好云凝结核（CCN），并很可能被泰坦上的碳氢化合物湖泊完全润湿。