1.媒体来源:
科技新报
2.记者署名:
Emma Stein
3.完整新闻标题:
堆出沙堡的背后物理学，确认可用开尔文方程描述
4.完整新闻内文:
去海边最过瘾的莫过于打造一座壮观沙堡，只要将水与沙混合至正确比例就可变“坚固”
。150 年来，科学家知道背后机制是毛细管作用，但却一直搞不懂为何可用宏观方程描述
这种微观现象。直到最近，曼彻斯特大学团队的实验终于解决这项难题，且颠覆原本认为
水在此微观规模会改变性质、结构明显变离散的预期。
建造沙堡需要的材料就是沙子和水。此时水仿佛黏胶，透过毛细管作用（又称毛细现象）
将沙粒结合在一起，过去研究表明，打造较稳固沙堡的理想比例是 8 桶沙子＋1 桶水。
10 多年前，物理学家就探讨过为什么沙子变湿时会有黏性。透过 X 射线显微技术拍摄大
小与砂砾相似的玻璃珠 3D 图像，观察到当水加进干燥的珠子时，珠子之间会形成“毛细
管桥”使水和空气的表面积最小化，水加越多、桥也越大，可用开尔文方程（Kelvin
equation）解释这种现象，就算毛细管只有 10 奈米宽也能精确描述。
然而水与沙凝结的正常湿度介于 30%~50%，这种情况下毛细管会更细，仅 1 奈米，快媲
美水分子的直径（约 0.3 奈米），而宏观开尔文方程不能描述涉及分子尺度的性质，也
因此实验受到许多阻碍。
不过曼彻斯特大学团队的最新实验跨过这道障碍，成功证明开尔文方程即使在 1 奈米细
的毛细管也能描述凝结现象，也就是说，科学家原本预期水在此规模会改变性质、结构会
变离散的假设就推翻了。
方程的效果依然很好，只不过解决百年之谜的结果有些令人失望，科学家本来更想看到颠
覆传统物理学的新发现。新论文发表在《自然》（Nature）期刊。
5.完整新闻连结 (或短网址):
https://technews.tw/2020/12/11/kelvin-equation-capillary-action-sandcastle/
6.备注: