东京大学 东京大学的研究人员发现了一个新的定律，关于相分离结构的复杂网络如何随着时间的推移而增长，这可能会导致更高效的电池和工业催化剂
学分:东京大学工业科学研究所 东京大学工业科学研究所的研究人员使用计算机模拟研究了具有不同粒子迁移率的两相的相分离机制
他们发现复杂连接网络的缓慢动态控制着分层的速度，这有助于设计新的功能性多孔材料，如锂离子电池
根据古老的格言，油和水不能混合
如果你试着去做，你会看到迷人的相分离过程，在这个过程中，两种不混溶的液体自发地“分层”
“在这种情况下，少数相总是形成液滴
与此相反，研究人员发现，如果一个相的动力学比另一个相慢得多，即使是少数相也会形成复杂的网络而不是液滴
例如，在胶体悬浮液(或蛋白质溶液)的相分离中，具有缓慢动力学的富含胶体(或富含蛋白质)的相形成跨越空间的网络结构
网络结构随着时间的推移而变粗变粗，同时具有在一定长度范围内看起来相似的显著特性，因此单个部分与整体相似
在自发分层的情况下，自相似特性导致磁畴的典型大小作为流逝时间的函数而增加，同时遵循幂律
经典理论预测，对于液滴或双连续结构，磁畴的增长指数应该分别为三分之一和一
然而，对于形成网络的相分离，还没有探索结构如何生长或者是否存在这样的规律
现在，利用大规模计算机模拟，东京大学的研究人员研究了当系统深度猝灭时，相畴的典型尺寸是如何随时间增长的
第一作者馆野道雄说:“在这种情况下，两相之间的粒子迁移率可能会有很大不同，然后，经典理论就不一定适用了。”
该团队分别使用分子动力学模拟和流体动力学计算，研究了流体相分离成气体和液体以及由不溶性颗粒和液体组成的胶体悬浮液的分层
他们发现慢动力学的少数阶段普遍形成网络结构，网络结构以1/2的增长指数增长，并为这一机制提供了理论解释
资深作者Hajime Tanaka说:“两相之间粒子流动性的显著差异在控制分层过程的速度方面起着关键作用。”
因为许多设备，如可充电电池和催化剂，依赖于复杂的多孔网络的创建，这项研究可能会在这些领域取得进展
此外，它可能揭示某些细胞功能，这些功能被假设为由内部生物相分离控制
这项研究发表在《自然通讯》上
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