Water nanodroplets freezing and ice crystal formation on subcooled surfaces

过冷 物理 冰的形成 冰晶 机械 气象学 热力学 大气科学 传热
作者
Jing-Jing Yang,Bingbing Wang,Xin Wang,Zhiming Xu,Ben-Xi Zhang
出处
期刊:Physics of Fluids [American Institute of Physics]
卷期号:36 (12) 被引量:1
标识
DOI:10.1063/5.0243990
摘要

The freezing behavior of liquid water, resulting in solid phases such as glassy structures, hexagonal crystals, or cubic crystals, is influenced by surface supercooling. This study identifies three distinct freezing modes of water nanodroplets on platinum surfaces through molecular dynamics simulations. At surface temperatures below 175 K, water nanodroplets freeze into a solid phase characterized by a glassy structure. Between 176 and 195 K, nucleation begins within the amorphous solid, resulting in crystalline ice formations. In the temperature range of 196–209 K, nucleation and growth occur within the liquid nanodroplets, culminating in the formation of ice crystals exhibiting cubic and hexagonal morphologies. Interestingly, the water temperature rises by 20–37 K during ice crystal nucleation and growth, and the proportion of cubic ice relative to hexagonal ice decreases as the temperature rises. Additionally, a specific threshold involving molecular distance and kinetic energy is essential for the formation of regular ice crystals, thereby confining heterogeneous nucleation to a defined range of surface temperatures. This study offers valuable insights that could inform strategies for controlling ice crystallization in various applications.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
曾照准完成签到,获得积分20
1秒前
圈圈圆圆完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
阿谭完成签到,获得积分20
2秒前
2秒前
干净以晴完成签到,获得积分10
2秒前
从容幻波发布了新的文献求助10
2秒前
隐形曼青应助余小吉采纳,获得10
3秒前
3秒前
周VV完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
TitoLi发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
4秒前
4秒前
土豪的琪完成签到,获得积分10
5秒前
tjlovef发布了新的文献求助30
5秒前
呼延炳发布了新的文献求助10
5秒前
思源应助362936500采纳,获得10
5秒前
科研通AI6.2应助khid采纳,获得30
5秒前
科研通AI6.1应助khid采纳,获得10
6秒前
141完成签到,获得积分10
6秒前
yozi完成签到,获得积分10
6秒前
JAYGOD完成签到,获得积分10
6秒前
小斌发布了新的文献求助10
6秒前
初景发布了新的文献求助30
6秒前
6秒前
周VV发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
123完成签到,获得积分10
7秒前
开放穆发布了新的文献求助10
7秒前
周士翔发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
8秒前
8秒前
阿谭发布了新的文献求助10
8秒前
kkdd完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
Wz应助1123采纳,获得10
9秒前
高分求助中
Cronologia da história de Macau 5000
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 510
C语言程序设计(微课版) 500
Interactions of Vowel Quality and Prosody in East Slavic 500
Vander's Renal Physiology第10版 500
Forensic Science An Introduction to Scientific and Investigative Techniques 6th Edition 400
Reaction of 3-Methylenedihydro-(3H)furan-2-one with Diazoalkanes. Syntheses and Crystal Structures of Spiranic Cyclopropyl Compounds 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7094605
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8751265
关于积分的说明 18509553
捐赠科研通 6647411
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3137289
关于科研通互助平台的介绍 2245250
邀请新用户注册赠送积分活动 2112028