为什么雨水落在荷叶上形成小水滴？为什么墨水被引导到笔尖？水在不同的介质和环境中表现出许多特点。最近，诺贝尔物理学奖得主中国科学技术大学王凤超教授、曼彻斯特大学教授安德烈·赫姆(Andre Hem)和他的团队研究并揭示了固液界面能的尺寸效应，修正了物理学中经典的卡尔文方程，并在纳米尺度上建立了一种新的毛细管凝聚理论。

在表面张力和弯曲界面的影响下，水更容易在狭窄的通道中凝结：在分压达到饱和蒸汽压之前，水凝结，这是毛细管凝结的现象。大约150年前，物理学家威廉·汤姆森(William Thomson，后来将卡尔文勋爵(Lord Calvin)封圣)定量地描述了凝聚压力的变化，这一理论后来被称为卡尔文方程(Calvin方程)。

然而，当通道的直径缩小到水分子的大小时，由于实验观察的困难，开尔文方程中使用的半月板曲率和接触角的概念很难精确定义。如何在纳米尺度上修正开尔文方程一直是国际社会关注的问题。

最近，中英联合研究小组利用二维材料制造的纳米通道装置进行了实验，巧妙地描述了毛细管壁面变形的现象，合理解释了实验结果和力学机理，王凤超教授的研究揭示了固液界面能的尺寸效应，发现固液界面的力学效应在纳米或亚纳米尺度上起着重要作用，而不是以液气界面起主导作用。

在此基础上，他们建立了纳米尺度毛细管缩合的新理论，修正了经典的Calvin方程，并将其应用于亚纳米尺度，不仅为理解极限尺度下的毛细管缩合现象奠定了基础，而且在微电子、医药、食品等工业中具有重要的应用前景。

12月10日，著名的国际学术期刊"自然"发表了这项研究的结果。