亲液表面的动态润湿属于“移动接触线”问题，该研究团队的先期工作研究了光滑表面上(Phys. Rev. Lett., 104: 246101, 2010)和亲水内角处(Proc. Roy. Soc. A, 468: 310-322, 2012)的动态润湿。微柱阵列亲液表面通过表面拓扑结构可极大地提升润湿性能，是解决该应用领域瓶颈问题的突破口之一。因此，近年来广泛地应用于生物医药、微流控、芯片上的实验室等领域，用以控制流体输运和提高工作效率。研究微柱阵列表面上的动态润湿，需要研究在力-热-化学等多场耦合作用下，从原子尺度发展到连续尺度的三相接触区域的动力学过程，是一个典型的多场耦合、跨尺度的界面动力学问题。

袁泉子博士和赵亚溥研究员采用课题组自主研发的“跨尺度表面与界面物理力学研究实验平台”和“跨尺度模拟平台”，通过跨尺度实验、模拟和理论相结合、补充的方法，从原子层次到连续层次、定量地研究了液体在微柱阵列亲液表面的动态润湿过程，得到并验证了在两种极限状况下的标度关系：R~t1/3(粗糙表面)和R~t1/7(光滑表面)。在高倍显微观测下，接触线呈锯齿形铺展，铺展速度依赖于铺展方向，使得不同粗糙度上的流场呈现出特定的图案；然而，在低倍显微观测下，接触线以光滑、圆形扩展（图1、图2）。研究表明：在固体表面本征润湿性能和拓扑结构的共同作用下，结构表面为润湿提供过剩驱动功，同时也将部分液体钉扎在固体周围，使得接触线的移动保持着动态平衡，导致超润湿的发生，使得微柱阵列亲液表面成为超亲液表面。

该工作得到了国家自然科学基金、中科院装备研制项目和重点部署项目的支持。

文章链接：http://journals.cambridge.org/abstract_S0022112012005393