线张力重塑表面边缘的核化：面向纳米孔激活的广义理论
软凝聚态物质
2025-06-23 v1 介观与纳米尺度物理
核理论
摘要
表面边缘处的异构核化遍布自然界和工业界，但由于由几何奇点处不对称毛细作用引起的线张力作用，仍鲜为人知。本文我们构建了一个显式包含由边缘锁定引起的线张力的广义核化理论，从而将经典框架扩展到考虑纳米规模约束和界面不对称性。通过对几何定义纳米孔内液滴形成的解析处理，我们推导了边缘锁定线张力作为拉脊压、孔几何和润湿性函数的闭式表达式。该公式表明，线张力可以显著重塑核化能量景观，引入关于接触角和孔形貌的非平凡依赖。我们的结果揭示了一种可调和几何中介的机制，用于控制核化势垒，为受限环境中相变提供预测性见解，并为从纳米流体力学到结晶控制的应用提供新的设计策略。
引用
@article{arxiv.2506.16978,
title = {Line Tension Reshapes Nucleation at Surface Edges: A Generalized Theory for Nanopore Activation},
author = {Yanchen Wu and Martin Z. Bazant and Allan S. Myerson and Richard D. Braatz},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.16978},
year = {2025}
}