水分子通过介孔无定形碳尘埃的输运
天体物理仪器与方法
2024-03-05 v1 地球与行星天体物理
摘要
水分子通过介孔无定形碳 (a-C) 尘埃的扩散是前恒星、原恒星和原行星尘埃以及彗星演化过程中的关键过程，也在行星形成中发挥作用。鉴于缺乏关于该过程的数据，我们在实验上研究了从埋藏在聚集态 a-C 纳米颗粒介孔层底部的冰中解吸的水分子的等温扩散，该材料类似于原恒星和彗星尘埃。我们利用红外光谱学监测了低温（160 至 170 K）和低压（ 至 Pa）条件下的扩散。菲克第一扩散定律使我们推导出量级为 cm s 的扩散系数值，并将其与 Knudsen 扩散联系起来。对于厚度在 60 至 1900 nm 范围内的无冰多孔层，水蒸气分子通量范围为 至 cm s。通过将纳米颗粒层视为球体集合，我们将这种孔隙率为 0.80-0.90 的宇宙尘埃类似物的几何修正因子（类似于管状孔隙系统的曲折因子）归因于 0.94 至 2.85 之间。将该方法应用于其他成分的冰和难熔颗粒将为我们提供其他有用数据。
引用
@article{arxiv.2401.02821,
title = {Water transport through mesoporous amorphous-carbon dust},
author = {Romain Basalgète and Gaël Rouillé and Cornelia Jäger},
journal= {arXiv preprint arXiv:2401.02821},
year = {2024}
}