On molecular diffusion in nanostructured porous media: interfacial exchange kinetics and surface diffusion
Notice bibliographique
Résumé
Water-vapour transport in nanostructured composite materials is poorly understood because diffusion and interfacial exchange kinetics are coupled. We formulate an interfacial balance that couples diffusion in dispersed and continuous phases to adsorption, absorption and interfacial surface diffusion. This work is motivated by water-vapour transport in cellulose fibre-based barriers, but the model applies to nanostructured porous media such as catalysts, chromatography columns, nanocomposites, cementitious structures and biomaterials. The interfacial balance can be applied in an analytical or a computational framework to porous media with any microstructural geometry. Here, we explore its capabilities in a model porous medium: randomly dispersed solid spheres in a continuous (humid) gas. We elucidate the roles of equilibrium moisture uptake, solid, gas and surface diffusion coefficients, inclusion size and interfacial exchange kinetics on the effective diffusivity. We then apply the local model to predict water-vapour transport rates under conditions in which the effective diffusivity varies through the cross section of a dense, homogeneous membrane that is subjected to a finite moisture-concentration gradient. As the microstructural length scale decreases from micrometres to nanometres, interfacial exchange kinetics and surface diffusion produce a maximum in the tracer flux. This optimal flux is flanked, respectively, by interfacial-kinetic- and diffusion-limited transport at smaller and larger microscales.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,003 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».