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固-液界面的多维调控

液滴,超疏水,界面,表面电荷

调控液体在固体表面的流体动力学行为在化工、医疗、农业以及能源应用上有着广泛的应用。我们从研究固液界面之间的物理化学相互作用出发，分析液体在特殊固液界面复合材料上的流体动力学行为。通过设计特殊的固液表面的几何形貌和微纳复合结构。尝试去解决界面材料抵御低表面能液滴浸润，固液界面持久性以及功能结构稳定性的难题，并利用新的界面电荷富集效应，开拓界面功能材料的潜在应用。针对固-液界面功能材料的稳定性问题，报告人从基础理论出发，通过研究固-液界面跨尺度（从分子尺度到微米尺度）的相互作用，界面与光、电、机械力等外场的协同效应，实现对功能界面材料结构的精准构筑及与性能的精确调控，本报告将介绍以下相关工作：1、固-液界面浸润机制研究：研究了低表面能液体在固体材料上的浸润机理，并根据浸润机理提出分形拓扑几何结构，实现了低表面能液体在固体表面上保持稳定的非浸润状态（Cassie-Baxter）；揭示了固-液-气三相接触线动态浸润稳定性规律；探究了固-液界面分离诱导的表面电荷富集效应对固-液界面动态浸润性的影响规律。2、固-液界面材料的功能稳定性研究：从固-液界面浸润理论研究出发，提出一种新的去耦合材料设计机理，解决了固-液界面材料功能易失效的瓶颈问题。研究成果为设计稳定的固-液界面功能材料提供了重要的理论指导。