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主讲人简介：

    郑泉水，清华大学教授，中国科学院院士，固体力学与微纳米力学专家。2009年起担任清华学堂钱学森力学班创办首席教授；2010年起担任清华大学微纳米力学与多学科交叉创新研究中心创办主任；2018年起担任深圳清华大学研究院超滑技术研究所所长。曾任清华大学工程力学系系主任、校学术委员会秘书长。曾任中国力学学会旗舰杂志《力学学报》和Acta Mechanica Sinica主编、中国力学学会副理事长。曾任南昌大学高等研究院创办院长和清华大学-以色列特拉维夫大学XIN中心创办主任。

    郑泉水在1980-90年代创建了完整的本构方程张量函数理论。新千年后开创了结构超滑（指两个固体表面全接触滑移时摩擦几乎为零、磨损为零的状态）理论与应用技术，并致力于拔尖创新型学生的培养。在这些领域，他于2004和2017年两次获得了国家自然科学奖二等奖（第一获奖人），2018年获得了国家级教学成果一等奖。所指导的博士生中有三名获得了全国优秀博士学位论文。

本期简介：

    许多与环境、能源、生物医疗、军工国防等有关的表/界面系统涉及到大量亟待解决的科学问题。例如，目前约占世界人口总数40% 的80个国家和地区约15亿人口面临淡水不足（其中26个国家约3亿人极度缺水），已构成人类发展的重大挑战之一。而在非常干旱的沙漠中，仙人掌以及一种甲壳虫却可以利用其表面结构和润湿性实现水分的收集而保证其存活，如何效法自然成功开发出高效的人工集水装置，将为解决世界干旱地区的淡水资源问题带来重要的启示^[1]。又如，电子封装器件中芯片的散热问题目前是制约电子产业发展的一个瓶颈，表/界面润湿领域自发的水分收集和输运思路有助于突破这个瓶颈^[2]。再如，对于与人类生活生产密切相关的清洁领域，受荷叶出淤泥而不染的神奇特性启发，人们开发出了具有自清洁功能的材料^[3]，但遗憾的是这些仿生材料很容易丧失应有的功能，如何提高仿生超疏水材料的稳定性目前仍旧是制约超疏水真正实现大规模实际应用的一个挑战。不仅如此，对于正在颠覆着传统疾病治疗模式的植/介入医学，其面临导管表面阻力大、易阻塞等问题，制备具有高润滑、防黏附、抗凝血的理想植/介入器械改性表面，将有助于降低病人的痛苦和创伤，具有巨大的市场潜力^[4]。可以看到，在这些问题的背后，表/界面润湿扮演着重要的角色，以其特有的功能在发挥着作用。

                            表/界面润湿的重要应用场景

    针对环境、能源、生物医疗、军工国防等领域所涉及到的自清洁、水分收集、除冰除霜、冷凝散热、防生物污染等实际问题，本次报告将探讨如何利用表/界面润湿领域的知识去迎接这些关键科学难题和挑战。经过十多年的研究，郑老师团队在表/界面润湿领域取得了一些重要进展，有经验帮助大家找到自己的研究兴趣、关键科学问题和解决办法。届时郑老师会带大家走进这片神奇的领域，希望能够激发出同学们更多的想法并去实现。

         郑泉水团队在超疏水领域的重要进展^[5-7]

郑老师给大家布置的课前预习和思考：

1. 面对水资源日益贫乏的问题，你有什么办法在干旱地区实现自发、高效、廉价的水分收集？

2. 面对人工超疏水材料广阔的应用场景但是实际情况中稳定性差、成本高昂、制备工艺复杂等瓶颈，你觉得有哪些可能的潜在解决办法？

3. 面对今年突如其来的新冠肺炎病毒，你有什么方法可以将表/界面润湿领域的知识派上用场？例如，用于开发具有防污和杀菌功能的口罩、织物，提高医护人员护目镜的防雾效果，以及其他能够想到的可以提供的帮助。

参考文献：

[1]  H. Kim, S. R. Rao, E. A. Kapustin, L. Zhao, S. Yang, O. M. Yaghi,* E. N. Wang.* Adsorption-based atmospheric water harvesting device for arid climates. Nat. Commun. 9 (2018), 1191.

[2]  R. Wen, X. Ma, Y.-C. Lee, R. Yang.* Liquid-vapor phase-change heat transfer on functionalized nanowired surfaces and beyond. Joule 2 (2018) 1-14.

[3]  M. Liu, S. Wang, L. Jiang.* Nature-inspired superwettability systems. Nat. Rev. Mater. 2 (2017) 17036.

[4]  C. Howell, A. Grinthal, S. Sunny, M. Aizenberg, J. Aizenberg.* Designing liquid-infused surfaces for medical applications: A review. Adv. Mater. 30 (2018) 1802724.

[5]  Y. Qing, S. Shi, C. Lv, Q. Zheng.* Microskeleton‐nanofiller composite with mechanical super‐robust superhydrophobicity against abrasion and impact. Advanced Functional Materials 30 (2020), 1910665.

[6]  Y. Li, D. Quéré, C. Lv, Q. Zheng.* Monostable super-repellent materials. Proc. Natl. Acad. Sci. 114 (2017), 3387-3392.

[7]  Q.-S. Zheng,* C. Lv, P. Hao, John Sheridan. Small is beautiful and dry. Sci. China Phys. Mech. Astron. 53 (2010), 2245-225.

[8]  Q.-S. Zheng,* Y. Yu, Z.-H. Zhao. Effects of hydraulic pressure on the stability and transition of wetting modes of superhydrophobic surfaces. Langmuir 21 (2005) 12207-12212.