华北电力大学工程热物理研究中心王晓东教授与清华大学航天航空学院陈民教授合作开展了纳米液滴撞击固体表面最大铺展时间的研究，在物理化学领域国际权威期刊The Journal of Physical Chemistry B上刊登了研究成果，论文题目为 “Spreading time of impacting nanodroplets”，论文第一作者为王一博同学，第二作者为王一峰同学，第三作者为杨燕茹老师，王晓东教授和陈民教授为共同通讯作者。

理解纳米液滴撞击的最大铺展时间不仅可以揭示纳米液滴撞击的主导作用力，同时也是发展纳米液滴的动力学关键参数理论模型的基础。需要指出的是，揭示纳米液滴撞击最大铺展时间的规律是一项极具挑战性的工作，这主要是由于最大铺展时间不仅依赖于惯性力、毛细力以及粘性力等几个力的相互作用，同时也取决于表面浸润性的影响。近年来，尽管相关研究已经发展了纳米液滴的动力学关键参数理论模型。然而，这些理论模型由于对最大铺展时间进行了过度的简化，导致理论模型仍然存在较大的偏差。因此，亟需揭示纳米液滴撞击最大铺展时间的规律，并进一步发展其理论标度定律。

【论文摘要】

本文研究了纳米液滴撞击固体表面的最大铺展时间，发现尽管纳米撞击液滴的黏性效应凸显，然而纳米撞击液滴仍然存在毛细区。基于不同流体的纳米撞击液滴和不同浸润性的固体表面，本文首先发展了纳米撞击液滴毛细区和粘性区最大铺展时间的标度定律。进一步，通过插值毛细区和粘性区的标度定律，本文发展了纳米撞击液滴通用的最大铺展时间标度定律。结果表明，理论模型与分子动力学模拟结果吻合良好，验证了理论模型的有效性。

图1 纳米撞击液滴最大铺展时间通用的标度定律

论文得到了国家自然科学基金重点项目(No. 51936004)、国家杰出青年科学基金(No. 51525602)、国家自然科学基金创新研究群体科学基金(No. 51821004)、中央高校基础研究经费(No. 2020MS060)资助。

撰稿人：王一博