固液特征尺度匹配理論以及能源利用

主講人 : 王鉆開 教授

表界面是工程系統與外界進行物質和能量交換的窗口。自1804年托馬斯·楊建立固液界面浸潤理論至今，表界面領域一直是工程熱物理、機械、材料等多個學科關注的焦點。特別是最近20年，表界面領域引領了多種前沿工程應用，比如自清潔、減阻以及水能收集等。這些工程應用背后的一個重要問題是如何調控表面流體流動和能量轉換。目前，受經典表界面理論的制約，流體的輸運和能量轉換效率低下；在復雜的多相環境下，該挑戰尤為顯著；再者，流體和外界環境的能量交互效率低下，限制了其潛熱和動能的高效利用。

本講座將針對這些挑戰，闡述一條基于固液特征尺度匹配的表面設計理論。該理論通過經典表界面科學和仿生智慧的巧妙融合，跳出經典理論框架，充分實現流體高效流動以及能量轉換。在科學上，回答了幾個科學難題，豐富了表界面基礎框架；在工程上，實現了流體動能以及潛熱高效利用，拓展了表界面在能源收集、相變傳熱等前沿領域的應用，特別是發明了類晶體管發電機，大大提升能量轉化率；突破了萊頓弗羅斯特效應，實現了千度以上表面的高效散熱。

主講人簡介：

王鉆開，香港理工大學仿生工程Kuok Group冠名教授，機械工程學院講座教授，仿生科學與工程中心主任，協理副校長（研究與創新）。長期從事表界面領域研究，通過仿生理念與經典表界面理論巧妙融合，在界面流動與能量轉化的基礎理論、前沿技術拓展取得系統創新性突破，其研究成果先后發表于nature（2020年及2022年）、science（2021年）等頂尖學術期刊。入選香港工程科學院院士、科睿唯安高被引學者、英國皇家學會會士，獲得德國跨界基金會科學突破獎（2023）、裘槎基金會高級研究學者（2023）、中銀香港科技創新獎（2022）、青山科技獎（2021）、科學探索獎（2020）等重要獎項。培養了多個國家級青年人才，指導的學生也榮獲了包括MRS研究生金獎（2016）和銀獎（2015、2021）、上銀博士論文獎（2016、2019，優秀獎；2021，銀獎）、香港青年科學家獎（2015、2019、2022），第八屆香港大學生創新創業大賽特等獎（2022）等多項著名獎項。此外，還擔任 Wiley 出版社期刊《Droplet》的執行主編及十多個國際期刊的副主編和顧問編委。