圆柱型纳米孔中的毛细 condensaion

我们利用准粒子蒙特卡罗模拟，探讨了在三温点下 Ar 原子在无限长圆柱形孔道中的毛细 condensaion (CC) 现象。研究了半径为 1 nm、1.7 nm 和 2.5 nm 的孔道，使用基于孔隙基质材料的平面表面的气体-表面相互作用势进行参数化，其深度由气体在平面表面上的作用深度 D 决定。在强吸引情形下（即 D 值较大），一个或多个（取决于 R）Ar 层会依次吸附，随后液体填满孔道。相反，当 D 值非常小时，几乎不存在在饱和蒸气压 P0 以下的吸附；在饱和度超过后，存在一个阈值 P 值，导致覆盖率从空到满几乎不连续地跳变。当发生剧烈的 CC 时（即 R >= 1.7 nm，或当 R=1nm 且 D 值较小时），会观察到滞后现象。此时，吸附等温线的孔空分支比孔填充分支具有更大的 N 值，这在许多实验和模拟研究中都已知晓。讨论了 CC 与平面表面上的湿润之间的关系，依据在平面表面上的湿润阈值 D 值的一个阈值进行阐述，该值约为平面表面湿润阈值的二分之一。这一发现与此前开发的湿润相变简单热力学模型一致。