用于平流层气溶胶注入的亚微米固体颗粒高效分散
应用物理
2026-05-28 v1 软凝聚态物质
摘要
使用固体颗粒进行平流层气溶胶注入（SAI）已被提议作为硫酸盐气溶胶的替代方案，用于太阳辐射干预，但实际部署面临着将粉末高效解团聚并分散为亚微米颗粒的挑战。在此，我们通过实验展示了在SAI光学最佳尺寸范围内颗粒的气动分散。使用球形无定形二氧化硅颗粒，我们发现应用疏水表面处理可显著提高分散性，处理后的颗粒质量中有50-85%达到亚微米尺寸，而未处理颗粒仅为10%。我们比较了不同尺寸处理颗粒的分散性，发现在相同空气消耗下，300 nm颗粒比500 nm颗粒具有更优的解团聚效果。结合原子力显微镜提取的表面粗糙度参数，对颗粒间粘附力的理论建模成功预测了不同颗粒类型间的相对分散性。气动分散系统在空气与粉末质量比约为10:1时达到最佳性能。利用测量到的分散颗粒尺寸，我们提供了一个规模分析，表明一个规模可行的分散飞机机队可以提供足以进行有意义气候干预的气溶胶层。这些结果表明，疏水表面处理和气动分散可以克服固体颗粒用于SAI时的团聚挑战。
引用
@article{arxiv.2605.27414,
title = {Efficient dispersal of submicron solid particles for stratospheric aerosol injection},
author = {Yair Segev and Eitan Y. Levine and Yair Bar-Yoseph and Ori Amsallem and Yuval Dagan and Elad Laor and Shai Rahamim and Alon Luski and Eran Daniel and Eshani Hettiarachchi and Amyad Spector},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.27414},
year = {2026}
}