荷葉為何“滴水不沾”？江雷院士分享仿生超浸潤(rùn)界面前沿突破

1月10日，墨子沙龍邀請(qǐng)到中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)蘇州高等研究院江雷院士，以“從仿生超浸潤(rùn)到生物超低能耗量子過(guò)程”為題，為現(xiàn)場(chǎng)聽(tīng)眾帶來(lái)了一場(chǎng)充滿洞見(jiàn)的前沿學(xué)術(shù)報(bào)告。

報(bào)告以“向自然學(xué)習(xí)”為主線，江雷院士從生活中人們熟知的荷葉效應(yīng)、超親水現(xiàn)象切入，用幽默風(fēng)趣的語(yǔ)言系統(tǒng)回顧了其團(tuán)隊(duì)建立了超浸潤(rùn)界面材料及超浸潤(rùn)界面化學(xué)體系，引領(lǐng)并推動(dòng)了該領(lǐng)域在全球的發(fā)展，并成功實(shí)現(xiàn)了多項(xiàng)成果的技術(shù)轉(zhuǎn)化的科研經(jīng)歷與工作成就。

自1998年起，江雷院士團(tuán)隊(duì)從荷葉的超疏水現(xiàn)象、動(dòng)物角膜的超親水特性中獲得關(guān)鍵靈感，率先揭示靜態(tài)超浸潤(rùn)現(xiàn)象的核心機(jī)理——微納米結(jié)構(gòu)與表面能之間的協(xié)同效應(yīng)。團(tuán)隊(duì)還修正了傳統(tǒng)楊氏方程，創(chuàng)新性地提出納米結(jié)構(gòu)上的超親超疏轉(zhuǎn)變點(diǎn)理論，為該學(xué)科奠定了基礎(chǔ)理論框架。

自2020年起，團(tuán)隊(duì)研究進(jìn)一步聚焦于動(dòng)態(tài)超浸潤(rùn)性，核心指向生命科學(xué)中的一個(gè)根本問(wèn)題：生命體如何實(shí)現(xiàn)超低能耗高效的能量轉(zhuǎn)換、信息傳遞與物質(zhì)合成？面對(duì)這一根本性挑戰(zhàn)，江雷院士提出了一個(gè)具有顛覆性的理論：在生命體系的納米通道（如離子通道、分子通道）內(nèi)，物質(zhì)傳輸很可能并非依賴(lài)傳統(tǒng)的擴(kuò)散模式，而是以極低阻抗的“定向集團(tuán)運(yùn)動(dòng)”方式進(jìn)行。他將這一現(xiàn)象精辟概括為“離子/分子超流體”。該理論的提出，不僅是對(duì)傳統(tǒng)理論框架的重大突破，更為理解生命過(guò)程打開(kāi)了全新視角。

講座問(wèn)答環(huán)節(jié)，觀眾踴躍提問(wèn)，圍繞仿生超浸潤(rùn)界面材料的應(yīng)用和未來(lái)前景等問(wèn)題展開(kāi)了熱烈交流。江雷結(jié)合具體研究與生動(dòng)比喻，一一進(jìn)行講解與回答。

本次活動(dòng)由中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)上海研究院、上海市浦東新區(qū)南七量子科技交流中心主辦。