体相蒸发中的几何-成分-界面三重奏：水/乙醇/香叶醇混合体系的蒸发动力学研究

这篇研究通过重量分析(gravimetry)和最大泡压张力测定(MBP)，揭示了体相溶液蒸发过程中几何构型（如交换开口尺寸、表面积体积比）、成分（乙醇40 wt%、香叶醇0.7 g/l）与界面过程（吸附-解吸动力学）的协同作用，为挥发性两亲分子(amphiphiles)在工程应用中的传质控制提供了新见解。

　　

Highlight

我们通过宏观参数（重量损失、表面张力）与蒸发系统几何构型的关联，研究了挥发性两亲分子（乙醇和香叶醇）在水相二元/三元体相溶液中的共吸附行为。实验变量包括溶液浓度、混合比例及由此产生的吸附层组成（图1a），利用动态张力测定(dynamic tensiometry)解析界面活性分子的竞争吸附机制。

Co-adsorption and evaporation in bulk solutions of volatile amphiphiles

在挥发性两亲分子的体相溶液中，可测量的宏观参数（如重量损失和表面张力）与蒸发系统的几何构型密切相关。实验中，我们通过调整单一溶液浓度和混合溶液配比（进而改变吸附层组成），揭示了乙醇（完全水溶性）与香叶醇（溶解度0.7 g/l）在界面上的竞争行为。研究采用动态张力测定技术，捕捉了界面活性分子在蒸发过程中的实时动态——例如乙醇-香叶醇混合体系中，表面张力近乎恒定的现象，暗示了界面层中乙醇与香叶醇的稳定共存结构对香叶醇解吸的抑制作用。

Conclusions

本研究结合重量分析与张力测定，追踪了水/乙醇/香叶醇体系在蒸发过程中的溶液组成演变与吸附层重构。发现整体蒸发行为受三重机制调控：1）气相传输（gas-phase transport）在纯水中为限速步骤；2）液相扩散（liquid-phase diffusion）路径受表面积体积比支配，导致高乙醇浓度体系中反直觉的质量损失规律；3）界面动力学（interfacial kinetics）中持久性乙醇-香叶醇吸附层的形成。这些发现为复杂混合体系的传质设计提供了分子层面的调控思路。