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极端疏水:面向应用的超疏水进化



主   办:力学系与湍流重点实验室
报告人:郑泉水 教授
时   间:4月27日(周五)下午2:00
地   点:澳门太阳娱乐网站官网1号楼210室


内容简介:


1997年报道了荷叶效应以来,超疏水(Superhydrophobicity)快速发展成为了一个受到高度关注、极其活跃的研究领域,被期待在能源、环境、生物制药、抗结冰等广泛领域有重要的应用。然而,实际应用情况与期待相差甚远,其中一个关键原因是稳定性较差。最常见的超疏水性是由于表面粗糙性对表面化学的疏水性的增强所形成的。这使得超疏水稳定性较差有三个主要来源:1)表面化学从疏水转化为亲水;2)表面结构失稳;3)超疏水所需的Cassie-Baxter湿润状态受到干扰后转为Wenzel湿润状态,则难以恢复为Cassie-Baxter状态。极端疏水(Extreme hydrophobicity)是我们于2016年提出的一个新概念,与超疏水由接触角>150°、滚动角<5°所特征相对照,极端疏水的特征定义为:接触角近乎180°,表面结构相当稳定,且Cassie-Baxter为单稳湿润状态,也就是说,即使润湿状态受干扰后转为Wenzel状态后,也总是能够自发地修复为Cassie-Baxter状态。本报告简要综述极端疏水概念十多年逐渐形成的过程,其理论和实验基础,以及对其今后发展趋势和挑战的若干展望。

报告人简介:


郑泉水,男,工学博士(清华大学,1989)。1993年5月至今担任清华大学工程力学系教授(2004-11期间担任系主任);2009年至今担任清华学堂钱学森班创办首席教授;2010年至今担任清华大学微纳米力学与多学科交叉研究中心创办主任;2014-16年担任清华大学-以色列特拉维夫大学XIN中心创办主任。曾兼任《固体力学学报》中、英版主编(2007-11)和《力学学报》中、英版主编(20011-15)。早期的主要研究领域为材料的本构理论,系统地建立起了现代张量函数表示理论,成为了非线性和各向异性材料本构方程研究的理性基础;建立了新的细观力学方法;解决了非椭球夹杂的Eshelby难题。进入21世纪后,郑教授课题组的研究在国际上导致了超润滑领域的突破,使得“零摩擦”、“零磨损”这样一个假想,有可能在微米甚至宏观尺度成为可能,引发了一系列的基础研究和技术创新,可望在高端制造以及信息技术领域催生颠覆性新技术。提出了极端疏水新概念并奠定了其理论和实验基础,可望在能源环境和生物医药等方面得到广泛而重要的应用。作为第一获奖人,两获国家自然科学奖二等奖(2005,2017),和首届国际工程科学接触论文奖(1994)。博士生中,有三位获得全国优秀博士论文。
        
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