microcapillarity是什麼意思，microcapillarity的意思翻譯、用法、同義詞、例句

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專業解析

微毛細作用（Microcapillarity）指在微米尺度通道或孔隙中發生的毛細現象，是毛細作用在微觀尺度下的具體表現。當液體與極細的毛細管（直徑通常在微米級）接觸時，由于液體分子與管壁間的粘附力大于液體分子間的内聚力，液體無需外力即可在管中上升或移動。這一現象的核心機制包括：

一、基本原理

1. 表面張力主導

   液體表面分子因受力不平衡産生收縮趨勢，形成表面張力。在微毛細管中，彎曲的液面（彎月面）兩側壓力差（毛細壓力）驅動液體流動，遵循楊-拉普拉斯方程：

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

   其中 $Delta P$ 為壓力差，$gamma$ 為表面張力系數，$R_1$ 和 $R_2$ 為液面曲率半徑。

2. 尺度效應

   毛細管越細，毛細上升高度越大（茹林公式：$h = frac{2gamma costheta}{rho g r}$），其中 $theta$ 為接觸角，$r$ 為毛細管半徑。微觀尺度下，重力影響減弱，表面力主導流體行為。

二、關鍵影響因素

• 接觸角：親水性表面（θ<90°）促進液體浸潤，疏水性表面（θ>90°）抑制浸潤。
• 管壁粗糙度：微觀結構可增強或削弱毛細效應，例如仿生材料通過微納結構調控液體輸運。
• 液體性質：表面張力、粘度及揮發速度影響毛細流動的穩定性。

三、應用領域

1. 微流控芯片

   利用微毛細作用驅動無泵液體傳輸，用于生物檢測、藥物篩選（如紙基微流控設備）。

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

2. 植物生理學

   解釋水分在植物木質部微導管中的輸運機制（如根莖水分上升）。

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

3. 材料科學

   設計多孔材料（如金屬有機框架、碳納米管）實現選擇性吸附或緩釋給藥。

   來源：美國化學會期刊 Langmuir。

四、權威參考文獻

1. 毛細作用基礎理論

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

   鍊接

2. 微尺度流體動力學

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

   鍊接

3. 工程應用綜述

   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.

   鍊接

網絡擴展資料

"Microcapillarity" 是 "micro-"（微小）與 "capillarity"（毛細現象）結合而成的複合詞，指在極細小的管道或孔隙中發生的毛細作用。以下是詳細解釋：

1. 詞源與構成

   • micro-：前綴，表示“微小的”，常用于科學術語（如microscope顯微鏡）。
   • capillarity：源自拉丁語“capillus”（頭發），描述液體在狹窄管道（如發絲般細的管道）中因表面張力産生的上升或下降現象。

2. 科學定義
   microcapillarity 特指在微米或納米尺度下的毛細現象，例如：

   • 生物體内微血管中的液體滲透（如血液或組織液流動）；
   • 材料科學中多孔介質的微觀液體擴散；
   • 微流體技術中通過微通道的液體操控。

3. 應用領域
   這一概念常見于：

   • 醫學：解釋藥物在毛細血管中的輸送機制；
   • 工程：設計微型芯片的冷卻系統；
   • 地質學：研究岩石微觀孔隙中的水分遷移。

4. 補充說明
   Microcapillarity 并非通用詞典中的高頻詞，更多用于學術文獻中。若需更權威定義，建議查閱專業物理學或工程學資料。

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