纳微系统中固-液界面动力学的多尺度行为

Multiscale Behaviors of Solid-Liquid Interface Dynamics in NEMS/MEMS

中国科学院力学研究所赵亚溥研究员等在国家自然科学基金(批准号:11072244, 11372313)的资助下,在纳微系统中固- 液界面动力学的多尺度行为及应用方面取得系统性和创造性的研究成果,获2014 年度国家自然科学奖二等奖。

上天、入地、下海,固- 液界面无处不在。在微流控芯片、芯片上实验室等纳微系统中,固- 液界面的作用更为突出。因此,固- 液界面动力学是从重大工程应用中凝练出的关键科学问题。由于该问题跨越了多个时空尺度,分子间作用十分突出,是一个典型的多尺度力学问题,也是公认的国际力学难题。其关键科学难题是“Huh-Scriven 佯谬”:三相接触点处应力和能量耗散的奇异性问题。

赵亚溥课题组在多尺度上揭示了电润湿中前驱膜和前驱链的特性,得到了电场下“Huh-Scriven 佯谬”的首个解答,为电润湿研究提供了新特征尺度。首次提出了“电弹性毛细”新概念,为药物输送和MEMS 驱动提供新方式。揭示了粗糙表面润湿动力学规律,建立了统一描述微观和介观耗散机制的理论框架。在PRL(封面)、JFM 等国际力学、物理顶级刊物上发表SCI 论文50 余篇,出版专著2 部,SCI他引700 余次。诺贝尔奖得主,中、美、俄等权威学者大篇幅、重点引用。被Science、New Scientist 等重点报道,在相关领域产生了重要国际影响并引发了大量的后续研究,引领和推动了固- 液界面动力学及相关领域的发展。