固液特征尺度匹配理論以及能源利用

主講人 : 王鉆開 教授

表界面是工程系統(tǒng)與外界進(jìn)行物質(zhì)和能量交換的窗口。自1804年托馬斯·楊建立固液界面浸潤理論至今，表界面領(lǐng)域一直是工程熱物理、機(jī)械、材料等多個(gè)學(xué)科關(guān)注的焦點(diǎn)。特別是最近20年，表界面領(lǐng)域引領(lǐng)了多種前沿工程應(yīng)用，比如自清潔、減阻以及水能收集等。這些工程應(yīng)用背后的一個(gè)重要問題是如何調(diào)控表面流體流動(dòng)和能量轉(zhuǎn)換。目前，受經(jīng)典表界面理論的制約，流體的輸運(yùn)和能量轉(zhuǎn)換效率低下；在復(fù)雜的多相環(huán)境下，該挑戰(zhàn)尤為顯著；再者，流體和外界環(huán)境的能量交互效率低下，限制了其潛熱和動(dòng)能的高效利用。

本講座將針對(duì)這些挑戰(zhàn)，闡述一條基于固液特征尺度匹配的表面設(shè)計(jì)理論。該理論通過經(jīng)典表界面科學(xué)和仿生智慧的巧妙融合，跳出經(jīng)典理論框架，充分實(shí)現(xiàn)流體高效流動(dòng)以及能量轉(zhuǎn)換。在科學(xué)上，回答了幾個(gè)科學(xué)難題，豐富了表界面基礎(chǔ)框架；在工程上，實(shí)現(xiàn)了流體動(dòng)能以及潛熱高效利用，拓展了表界面在能源收集、相變傳熱等前沿領(lǐng)域的應(yīng)用，特別是發(fā)明了類晶體管發(fā)電機(jī)，大大提升能量轉(zhuǎn)化率；突破了萊頓弗羅斯特效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了千度以上表面的高效散熱。

主講人簡介：

王鉆開，香港理工大學(xué)仿生工程Kuok Group冠名教授，機(jī)械工程學(xué)院講座教授，仿生科學(xué)與工程中心主任，協(xié)理副校長（研究與創(chuàng)新）。長期從事表界面領(lǐng)域研究，通過仿生理念與經(jīng)典表界面理論巧妙融合，在界面流動(dòng)與能量轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)理論、前沿技術(shù)拓展取得系統(tǒng)創(chuàng)新性突破，其研究成果先后發(fā)表于nature（2020年及2022年）、science（2021年）等頂尖學(xué)術(shù)期刊。入選香港工程科學(xué)院院士、科睿唯安高被引學(xué)者、英國皇家學(xué)會(huì)會(huì)士，獲得德國跨界基金會(huì)科學(xué)突破獎(jiǎng)（2023）、裘槎基金會(huì)高級(jí)研究學(xué)者（2023）、中銀香港科技創(chuàng)新獎(jiǎng)（2022）、青山科技獎(jiǎng)（2021）、科學(xué)探索獎(jiǎng)（2020）等重要獎(jiǎng)項(xiàng)。培養(yǎng)了多個(gè)國家級(jí)青年人才，指導(dǎo)的學(xué)生也榮獲了包括MRS研究生金獎(jiǎng)（2016）和銀獎(jiǎng)（2015、2021）、上銀博士論文獎(jiǎng)（2016、2019，優(yōu)秀獎(jiǎng)；2021，銀獎(jiǎng)）、香港青年科學(xué)家獎(jiǎng)（2015、2019、2022），第八屆香港大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽特等獎(jiǎng)（2022）等多項(xiàng)著名獎(jiǎng)項(xiàng)。此外，還擔(dān)任 Wiley 出版社期刊《Droplet》的執(zhí)行主編及十多個(gè)國際期刊的副主編和顧問編委。