问题:长期以来,人们对“盐水结冰会把盐排出去”的理解多停留在宏观层面:冰晶向前生长、盐分被动排斥,过程看似平稳且可预测;但在海冰形成、冻结脱盐以及低温多孔材料制备等场景中,决定盐分残留和传质效率的往往是微观结构。盐在冰晶网络中如何迁移、何时被困住、何时被排出,过去一直缺少能够直接“看见”的证据。 原因:研究团队在狭窄管道中开展定向冻结实验,并利用X射线微CT对三维结构随时间的演化进行连续成像,建立了“空间三维+时间维”的动态观测体系。
这项研究从微观过程入手,补足了盐水冻结排盐机制的关键证据链,也为涉及的工程与自然体系研究提供了可操作的思路。随着观测手段与建模能力的提升,人们将能更准确地刻画并利用冻结过程中的传质规律,为资源利用、环境研究等问题提供新的方法与工具。