How ice grows from premelting films and water droplets.
How ice grows from premelting films and water droplets.
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DOI：
10.1038/s41467-020-20318-6
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发表时间：
2021-01-11
影响因子：
16.6
通讯作者：
MacDowell LG
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Sibley DN;Llombart P;Noya EG;Archer AJ;MacDowell LG
在接近三重点的地方，冰的表面覆盖着一层薄薄的液体层(所谓的准液体层)，这对生长和融化速度有至关重要的影响。实验探头不能观察到这一层以下的生长过程，而气相沉积生长的经典模型不能解释预熔薄膜的形成。在这里，我们建立了液膜介导的冰生长的介观模型，并确定了各种由此产生的生长机制。在低饱和度时，冻结通过阶地扩展进行，但埋藏固体的运动通过液体输送到外部的液-汽界面上。在更高的饱和度下，水滴凝结，下面形成一个大坑，水滴下面进行着不可察觉的冻结。我们的方法是一个通用的框架，它自然地模拟了接近三相共存的冻结，并提供了冰生长和融化的第一原理理论，这可能在地球科学中被证明是有用的。接近三相点的冰的融化和结晶是由一层薄薄的液态水来调节的。在一个扩展的理论-数值模型中，Sibley等人。捕捉薄膜演化的平衡属性和动力学方面，以更广泛的视角了解冰是如何生长的。
Close to the triple point, the surface of ice is covered by a thin liquid layer (so-called quasi-liquid layer) which crucially impacts growth and melting rates. Experimental probes cannot observe the growth processes below this layer, and classical models of growth by vapor deposition do not account for the formation of premelting films. Here, we develop a mesoscopic model of liquid-film mediated ice growth, and identify the various resulting growth regimes. At low saturation, freezing proceeds by terrace spreading, but the motion of the buried solid is conveyed through the liquid to the outer liquid–vapor interface. At higher saturations water droplets condense, a large crater forms below, and freezing proceeds undetectably beneath the droplet. Our approach is a general framework that naturally models freezing close to three phase coexistence and provides a first principle theory of ice growth and melting which may prove useful in the geosciences. Melting and crystallization of ice close to the triple point is mediated by a thin liquid layer of water. Within an extended theoretical-numerical model, Sibley et al. capture both equilibrium properties and kinetic aspects of the film evolution to arrive at a broader perspective of how ice grows.
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影响因子：
1.7
作者：
Benet, Jorge;Llombart, Pablo;MacDowell, Luis G.
通讯作者：
MacDowell, Luis G.
影响因子：
1.6
作者：
BENNETT, CH;BUTTIKER, M;THOMAS, H
通讯作者：
THOMAS, H
影响因子：
8.6
作者：
CHERNOV, AA;MIKHEEV, LV
通讯作者：
MIKHEEV, LV
DOI：
10.1098/rsta.1951.0006
发表时间：
1951-01-01
影响因子：
--
作者：
BURTON, WK;CABRERA, N;FRANK, FC
通讯作者：
FRANK, FC
影响因子：
8.6
作者：
Benet, Jorge;Llombart, Pablo;MacDowell, Luis G.
通讯作者：
MacDowell, Luis G.