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吴仲华学院本科生构建的纳米尺度液滴铺展与回缩动力学模型在国际权威期刊刊发

供稿单位:吴仲华学院      发布时间:2020-09-30     浏览次数:


近日,国际流体力学权威期刊《Physics of Fluids》在线发表了我校吴仲华学院1701班本科生王一峰同学作为第一作者的学术论文:“Spreading and retraction kinetics for impact of nanodroplets on hydrophobic surfaces”(https://aip.scitation.org/doi/full/10.1063/5.0020675),该论文的发表标志着我校在探索本科创新型人才培养方面取得新进展。

该论文主要解决了纳米尺度液滴铺展与回缩动力学预测困难的问题。随着纳米涂覆、纳米3D打印及纳米生物打印等新兴技术的发展,如何预测纳米尺度液滴的动力学指导工业应用?已有研究表明纳米尺度液滴与宏观尺度液滴的动力学行为存在显著差异。因此,亟需发展纳米尺度液滴铺展和回缩过程的理论模型。新兴纳米技术的发展需求,为科学家们提出了新的挑战。针对如上科学问题,王一峰同学围绕“纳米液滴撞击疏水表面动力学行为”的主题展开了研究,建立了纳米液滴铺展和回缩动力学的理论模型,通过与分子动力学模拟的结果进行对比,成功验证了理论模型的有效性。该研究首次揭示了纳米液滴在固体表面上铺展和回缩机理,为理解纳米尺度液滴撞击动力学行为奠定了理论基础,对新兴纳米技术的发展具有积极的推动作用。

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吴仲华学院由华北电力大学和中国科学院工程热物理研究所联合创办,以我国著名工程热物理学家、中国科学院工程热物理研究所创办人、工程热物理学科奠基者、中国科学院院士吴仲华先生的名字命名。作为我校拔尖创新人才培养特区的试点学院,吴仲华学院旨在“培养掌握动力工程/工程热物理及相关学科宽广深厚的基础知识,具备很强的独立思考和创新能力,造就未来可进行重大理论创新,或综合利用基本理论和知识解决重大工程实际问题,实现原始创新的领军和领袖人才”,在课程体系、本硕博一体化、教师选拔、本科生导师制、本科创新课题、吴仲华讲坛、国际化、小班研讨、荣誉教育等方面开展了一系列改革。

吴仲华学院实行双导师制,为每位同学配备了两名导师,导师分别由我校教师和中国科学院工程热物理所科研人员担任。王一峰同学在导师指导下,开展了吴仲华学院本科创新课题“纳米尺度液滴撞击固体表面的分子动力学模拟”。对于大二本科生,虽然研究的起步阶段异常困难,但他不畏困难,持之以恒,通过大量阅读文献,自学相关基础知识,并坚持两周一次和导师讨论,不断磨练自己的科研技能。依靠学习的分子动力学模拟技术,研究了撞击纳米液滴的动力学特性,反复推敲,多次修正,经历了多次失败,最终建立了纳米液滴铺展和回缩动力学理论模型,并将研究成果成功发表。

附:相关论文详细信息

Wang, Y.F.; Wang, Y.B.; Xie, F.F.; Liu, J.Y.; Wang, S.L.; Yang, Y.R.; Gao, S.R.; Wang, X.D. Spreading and retraction kinetics for impact of nanodroplets on hydrophobic surfaces. Phys. Fluids. 2020, 32:092005.

全文链接如下:

https://aip.scitation.org/doi/full/10.1063/5.0020675

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