microcapillarity是什么意思，microcapillarity的意思翻译、用法、同义词、例句

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专业解析

微毛细作用（Microcapillarity）指在微米尺度通道或孔隙中发生的毛细现象，是毛细作用在微观尺度下的具体表现。当液体与极细的毛细管（直径通常在微米级）接触时，由于液体分子与管壁间的粘附力大于液体分子间的内聚力，液体无需外力即可在管中上升或移动。这一现象的核心机制包括：

一、基本原理

1. 表面张力主导

   液体表面分子因受力不平衡产生收缩趋势，形成表面张力。在微毛细管中，弯曲的液面（弯月面）两侧压力差（毛细压力）驱动液体流动，遵循杨-拉普拉斯方程：

   $$ Delta P = gamma left( frac{1}{R_1} + frac{1}{R_2} right) $$

   其中 $Delta P$ 为压力差，$gamma$ 为表面张力系数，$R_1$ 和 $R_2$ 为液面曲率半径。

2. 尺度效应

   毛细管越细，毛细上升高度越大（茹林公式：$h = frac{2gamma costheta}{rho g r}$），其中 $theta$ 为接触角，$r$ 为毛细管半径。微观尺度下，重力影响减弱，表面力主导流体行为。

二、关键影响因素

• 接触角：亲水性表面（θ<90°）促进液体浸润，疏水性表面（θ>90°）抑制浸润。
• 管壁粗糙度：微观结构可增强或削弱毛细效应，例如仿生材料通过微纳结构调控液体输运。
• 液体性质：表面张力、粘度及挥发速度影响毛细流动的稳定性。

三、应用领域

1. 微流控芯片

   利用微毛细作用驱动无泵液体传输，用于生物检测、药物筛选（如纸基微流控设备）。

   来源：Whitesides, G. M. (2006). Nature.

2. 植物生理学

   解释水分在植物木质部微导管中的输运机制（如根茎水分上升）。

   来源：Nobel, P. S. (2009). Physicochemical and Environmental Plant Physiology.

3. 材料科学

   设计多孔材料（如金属有机框架、碳纳米管）实现选择性吸附或缓释给药。

   来源：美国化学会期刊 Langmuir。

四、权威参考文献

1. 毛细作用基础理论

   De Gennes, P. G., et al. (2004). Capillarity and Wetting Phenomena. Springer.

   链接

2. 微尺度流体动力学

   Squires, T. M., & Quake, S. R. (2005). Microfluidics: Fluid physics at the nanoliter scale. Reviews of Modern Physics, 77(3), 977.

   链接

3. 工程应用综述

   Stone, H. A., et al. (2004). Engineering flows in small devices: Microfluidics toward a lab-on-a-chip. Annual Review of Fluid Mechanics, 36, 381-411.

   链接

网络扩展资料

"Microcapillarity" 是 "micro-"（微小）与 "capillarity"（毛细现象）结合而成的复合词，指在极细小的管道或孔隙中发生的毛细作用。以下是详细解释：

1. 词源与构成

   • micro-：前缀，表示“微小的”，常用于科学术语（如microscope显微镜）。
   • capillarity：源自拉丁语“capillus”（头发），描述液体在狭窄管道（如发丝般细的管道）中因表面张力产生的上升或下降现象。

2. 科学定义
   microcapillarity 特指在微米或纳米尺度下的毛细现象，例如：

   • 生物体内微血管中的液体渗透（如血液或组织液流动）；
   • 材料科学中多孔介质的微观液体扩散；
   • 微流体技术中通过微通道的液体操控。

3. 应用领域
   这一概念常见于：

   • 医学：解释药物在毛细血管中的输送机制；
   • 工程：设计微型芯片的冷却系统；
   • 地质学：研究岩石微观孔隙中的水分迁移。

4. 补充说明
   Microcapillarity 并非通用词典中的高频词，更多用于学术文献中。若需更权威定义，建议查阅专业物理学或工程学资料。

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