The 7th National Conference on Computational Mechanics of Granular Materials in conjunction with The 4th International Symposium on Computational Particle Technology (CMGM-2024 & CPT-2024)

纳米气溶胶颗粒的吸湿特性在大气多相物理化学过程、工业过程和医药科学中具有重要意义。表面张力的准确描述是影响颗粒吸湿特性预测模型准确性的关键因素之一，然而纳米液滴表面张力不能通过试验方法获取。本工作采用分子动力学方法研究颗粒尺寸和溶质浓度对粒径小于10 nm的丁二酸-水纳米气溶胶颗粒表面张力的影响。在分子动力学模拟结果的基础上获取了表面张力的综合计算公式，将其应用于考虑表面活性成分在液滴体相和表面分配的吸湿特性预测模型中，并将模拟结果和三种传统理论模型进行对比分析。结果表明，随着粒径的增加液滴表面张力先增加后趋于稳定，并且稳定值和水平液面表面张力的试验结果一致。随着丁二酸浓度的增加液滴的表面张力减小，而且相关性的平均斜率会受到粒径的影响。此外，当吸湿特性预测模型中同时考虑表面张力的粒径效应和浓度效应修正以及表面活性成分的分配会导致吸湿特性预测结果的增加，且增加的程度和干颗粒粒径负相关。考虑粒径对液滴表面张力和浓度之间关系的影响会导致更大的吸湿特性预测结果。表面张力是不同吸湿特性预测模型结果差异的主要原因。本研究证明了纳米颗粒表面张力研究的重要性。

吸湿特性,表面张力,纳米气溶胶,分子动力学模拟