中国科学院理化技术研究所田野研究员讲座

仿生界面液体动态铺展机制及功能

主讲人 : 田野 研究员

界面动态铺展在生产生活的诸多领域都有广泛的应用。研究发现：动物角膜表面具有非常显著的超快铺展性质（超铺展时间为830 ms），这种特殊的性质是由角膜表面独特的微米槽道环绕纳米线阵列结构赋予的 [1],纳米线阵列间的三维纳米毛细力引起铺展行为，而超铺展的动态速度则由微米沟槽主导。在分子尺度上，水在界面的超铺展行为主要受液体与基底之间的分子间作用力的影响，如氢键，静电力，范德华力等等[2]。研究发现，液体的铺展行为取决于界面第一层水的排列，以及水分子在界面的氢键网络结构[3-4]。通过同时调控分子间作用和界面空间的尺寸，可以在不同维度的界面上实现超铺展过程，进而实现在热管理等领域的应用[5-6]。

参考文献:

[1] Miao, W.; Zheng, S.; Zhou, J.; Zhang, B.; Fang, R.; Hao, D.; Sun, L.; Wang, D.; Zhu, Z.; Jin, X.; Tian, Y. Jiang, L., Adv. Mater., 2021, 33 (23), 2007152.

[2] Miao, W.; Tian, Y.; Jiang, L. Acc. Chem. Res. 2022, 55 (11), 1467-1479.

[3] Zhu, Z.; Yu, Z.; Yun, F. F.; Pan, D.; Tian, Y.; Jiang, L.; Wang, X., Natl. Sci. Rev. 2021, 8, nwaa166.

[4] He, S.; Jin, X.; Wang, D.; Hao, D.; Li, Y.; Zhu, Z.; Tian, Y.; Jiang, L. J. Am. Chem. Soc. 2023, 145 (44), 24145-24152.

[5] Xu, Z.; Zhang, P.; Yu, C. H.; Miao, W. N.; Chang, Q. K.; Qiu, M.; Li, Y. L.; Tian, Y.; Jiang, L. Adv. Mater. 2023, 35 (26), 2210557.

[6] Zhu, Z. P.; Chen, Y. P.; Luo, X. F.; Miao, W. N.; Dong, Z. C.; Zhou, J. J.; Tian, Y.; Jiang, L. J. Am. Chem. Soc. 2023, 145 (28), 15128-15136.

主讲人简介：

田野，中国科学院理化技术研究所研究员，博士生导师。2011年7月毕业于中国科学院化学研究所，获物理化学博士学位。主要从事仿生超铺展界面基础及应用研究。从研究具有动态超铺展特性的动物眼角膜出发，系统揭示了界面微结构与界面水分子网络协同驱动持续铺展的物理化学本质，构筑了多种可控的动态超铺展界面，建立了界面动态超铺展调控体系，并在界面沸腾传热强化与原油增采等方向实现技术转化。以通讯或第一作者共发表包括Nat. Mater. ，Nat. Commun. ，Sci. Adv. ，J. Am. Chem. Soc. ，Angew. Chem. Int. Ed. ，Adv. Mater. 等在内的SCI论文100余篇，引用10000余次。入选中国科学院青年创新促进会会员，国家自然科学基金委优秀青年基金项目资助，中国化学会青年化学奖等。兼任中国化学会仿生材料化学专业委员会委员，中国感光学会青年理事会理事，Chinese Chemical Letters编委。