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作者 標題 [新聞] 堆出沙堡的背後物理學，確認可用開爾文方
時間 Sun Dec 13 21:26:45 2020
1.媒體來源:
科技新報
2.記者署名:
Emma Stein
3.完整新聞標題:
堆出沙堡的背後物理學，確認可用開爾文方程描述
4.完整新聞內文:
去海邊最過癮的莫過於打造一座壯觀沙堡，只要將水與沙混合至正確比例就可變「堅固」
。150 年來，科學家知道背後機制是毛細管作用，但卻一直搞不懂為何可用宏觀方程描述
這種微觀現象。直到最近，曼徹斯特大學團隊的實驗終於解決這項難題，且顛覆原本認為
水在此微觀規模會改變性質、結構明顯變離散的預期。
。150 年來，科學家知道背後機制是毛細管作用，但卻一直搞不懂為何可用宏觀方程描述
這種微觀現象。直到最近，曼徹斯特大學團隊的實驗終於解決這項難題，且顛覆原本認為
水在此微觀規模會改變性質、結構明顯變離散的預期。
建造沙堡需要的材料就是沙子和水。此時水彷彿黏膠，透過毛細管作用（又稱毛細現象）
將沙粒結合在一起，過去研究表明，打造較穩固沙堡的理想比例是 8 桶沙子＋1 桶水。
10 多年前，物理學家就探討過為什麼沙子變濕時會有黏性。透過 X 射線顯微技術拍攝大
小與砂礫相似的玻璃珠 3D 圖像，觀察到當水加進乾燥的珠子時，珠子之間會形成「毛細
管橋」使水和空氣的表面積最小化，水加越多、橋也越大，可用開爾文方程（Kelvin
小與砂礫相似的玻璃珠 3D 圖像，觀察到當水加進乾燥的珠子時，珠子之間會形成「毛細
管橋」使水和空氣的表面積最小化，水加越多、橋也越大，可用開爾文方程（Kelvin
equation）解釋這種現象，就算毛細管只有 10 奈米寬也能精確描述。
然而水與沙凝結的正常濕度介於 30%~50%，這種情況下毛細管會更細，僅 1 奈米，快媲
美水分子的直徑（約 0.3 奈米），而宏觀開爾文方程不能描述涉及分子尺度的性質，也
因此實驗受到許多阻礙。
美水分子的直徑（約 0.3 奈米），而宏觀開爾文方程不能描述涉及分子尺度的性質，也
因此實驗受到許多阻礙。
不過曼徹斯特大學團隊的最新實驗跨過這道障礙，成功證明開爾文方程即使在 1 奈米細
的毛細管也能描述凝結現象，也就是說，科學家原本預期水在此規模會改變性質、結構會
變離散的假設就推翻了。
的毛細管也能描述凝結現象，也就是說，科學家原本預期水在此規模會改變性質、結構會
變離散的假設就推翻了。
方程的效果依然很好，只不過解決百年之謎的結果有些令人失望，科學家本來更想看到顛
覆傳統物理學的新發現。新論文發表在《自然》（Nature）期刊。
5.完整新聞連結 (或短網址):
https://technews.tw/2020/12/11/kelvin-equation-capillary-action-sandcastle/
堆出沙堡的背後物理學，確認可用開爾文方程描述 | TechNews 科技新報
![[圖]]()
去海邊最過癮的莫過於打造一座壯觀沙堡，只要將水與沙混合至正確比例就可變「堅固」。150 年來，科學家知道背後機制是毛細管作用，但卻一直搞不懂為何可用宏觀方程描述這種微觀現象。直到最近，曼徹斯特大學團隊的實驗終於解決這項難題，且顛覆原本認為水在此微觀規模會改變性質、結構明顯變離散的預期。
建造沙... ...
![[圖]](https://img.technews.tw/wp-content/uploads/2020/12/11001325/sandcastle-%E6%B2%99%E5%A0%A1.jpg)
6.備註:
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推 : 嗯嗯 我也是這麼認為1F 12/13 21:27
推 : 跟我想的一樣2F 12/13 21:28
推 : 我也是這麼想的3F 12/13 21:28
→ : 五樓唬爛
→ : 五樓唬爛
→ : 我三歲在海邊就發現了，沒說出來而已 嫩5F 12/13 21:29
推 : 不是本來就這樣嗎?6F 12/13 21:29
→ : good..7F 12/13 21:29
推 : 我2歲就知道了8F 12/13 21:30
推 : 終於 我不打算發表的 還是有人會發表9F 12/13 21:30
→ : 早說了可以證明10F 12/13 21:36
→ : 我都加透明放水膠11F 12/13 21:36
推 : 自然期刊 一輩子登不了一篇12F 12/13 21:41
推 : 我小學時就這樣想過了13F 12/13 21:41
推 :14F 12/13 21:43
推 : 推15F 12/13 21:47
→ : 以前就這樣想了，但一直沒時間做實驗16F 12/13 21:50
推 : 我小時候堆沙堡時就寫在沙堡上了，只是可惜被沖走了17F 12/13 21:57
推 : 原來我家貓是這個意思謝啦18F 12/13 22:15
推 : 我一直以為是常識19F 12/13 22:37
推 : 拜託~~這個我早就知道了!20F 12/14 00:31
→ : 嗯嗯 跟我想的差不多21F 12/14 07:54
→ : 我還以為是膠水22F 12/14 10:36
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