咱们聊聊一个最近的研究,南京工业大学的陈小强教授和重庆大学的李友荣教授他们合作,搞了个挺有意思的事儿。大家都知道,耗散结构这个概念吧,就是说系统在远离平衡态的时候,一旦跟外界交换点物质和能量,遇上点波动,就能从乱哄哄变成有规律的样子。这次他们就把这理论具象化了。 陈小强团队选了一个叫BS1-SP的染料,这是个苯并噻唑-螺吡喃衍生物。他们在碟形容器里倒上溶有BS1-SP的二氯甲烷溶液,用365纳米的紫外灯一照,溶剂表面立马就出现了像虫子一样的绿色花纹。你猜怎么着?这些花纹跟红外热像仪测出来的温度分布几乎一模一样。原来BS1-MC这种开环状态的分子喜欢往低温区聚堆,把表面张力高的冷区域染绿了,这就成了肉眼看得见的“温度指纹”。 更神奇的是,这种染料不光能测温度,还能看流动。团队还在玛瑙研钵里做了实验,发现了一种像花瓣一样的温度场。他们用数值模拟证明了这是表面张力梯度引起的热毛细对流弄出来的。为了验证想法,他们在液面贴了块冷源结果花瓣立马跑了个位置。 最关键的是他们找到了一个公式:N = A [-(∂γ/∂T)×ΔT/μ]ⁿ ,把微观分子行为和宏观花纹形态连在了一起。 这次研究有三大突破:首先把这种经典染料用到了流体热动力学里;其次发明了一种新的“温度相机”,分辨率比红外的还高还能看流动;最后把溶剂挥发、表面张力这些动态过程串起来了。 成果登在了American Chemical Society的杂志上,还是封面文章呢。具体论文名字叫“Photostimulated Spiropyran for Instantaneous Visualization of Thermal Field Distribution and Flow Pattern”,作者有Yahui Chen、Yefei Liu、Sheng Lu、Shuang Ye、Hao Gu、Jian Qiang、Yourong Li还有Xiaoqiang Chen。