奇妙的潤溼和毛細現象:隱藏在自然界中的界面科學

2021-01-09 騰訊網

時間：1月5日（周六）10:00-11:30

地點：中國科技館一層報告廳

題目：《奇妙的潤溼和毛細現象》

嘉賓：呂久安（西湖大學工學院研究員）

【嘉賓簡介】

呂久安博士，西湖大學前沿技術研究所研究員。他的研究興趣是智能形變高分子材料及其功能器件。智能形變高分子材料在當今的高新科技領域逐漸嶄露頭角，是高精尖智能器件的關鍵組成。這類材料可以完成遠程、無接觸、瞬時、定點和精確控制，所以成為開發晶片實驗室、微機械系統、微型機器人的理想材料。

近五年發表SCI收錄論文11篇，研究成果在全國高分子學術論文報告會、先進顯示材料與器件國際會議、英國皇家化學會液滴微流體國際研討會等多個國內外著名學術會議上獲獎。博士學位論文榮獲中國材料研究學會首屆C-MRS材料學科優秀博士論文（全國評選出十人）。代表性研究成果「微量液體運動光控新技術」，被中央電視臺新聞聯播、英國經濟學人等多家國內外主流媒體重點報導，併入選2016年上海十大科技事件。

【內容提要】

大自然是神奇的造物主，賦予了動植物「十八般技藝」。沙漠甲蟲能夠利用背部的浸潤性圖案來從空氣中收集水分；澳大利亞棘蜥借用毛細作用力將水從體表輸送到嘴裡；威爾遜氏瓣蹼鷸操控長喙的小角度開合將水滴送入口中。大自然中的動植物經過數億年的「修煉」，練就了神奇的生存技能。本次講座，呂久安博士將帶領大家在發現自然界動植物高超生存技巧的同時，一起來認識隱藏在這些神奇現象背後的界面科學，進而看看科學家和工程師們是怎樣利用這些「隱藏」的科學來影響我們的生活。

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    ——浸潤與毛細現象。我們經常可以看到，可以在水中遊泳的一些禽類，比如像鴨子，鴛鴦等，喜歡用自己的嘴去整理羽毛。還有，為什麼用來盛醬油的瓶子是由塑料製作而成的。其實這裡面有他的物理原因的，就是高中物理裡面所學習的浸潤和不浸潤現象。一種液體會潤溼某種固體，並附著在固體的表面上，這種現象叫做浸潤。
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  • 90後女科學家發現納米限域毛細凝聚新現象
    毛細凝聚作為一種常見的自然現象，通常由開爾文方程進行科學描述，在生活中無處不在。比如，在沙灘上堆砌的「沙堡」，離開了毛細凝聚現象，也無法矗立。沙粒之間會形成一個個很小的凝聚水 「彎月面」，在尺寸很小的時候，相互接觸的沙粒間會產生巨大的副壓，這個壓力可以將每個沙粒相互『粘』在一起。可以想像一旦水幹了之後，沙堡便會坍塌成不定型的沙丘。
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    圖2. 潤溼和電潤溼過程。液滴潤溼過程中，不同區域內水分子的跡線。 在國家科技部、中國科學院和國家自然科學基金委員會的大力支持下，中國科學院力學研究所「微納系統力學與物理力學課題組」在液滴潤溼、電潤溼和電彈性毛細現象的分子動力學模擬方面取得新進展，研究成果作為封面論文發表在美國《物理評論快報》（PRL）上(Yuan QZ and Zhao YP*.
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