酸-岩溶蚀现象在自然过程和工业应用中十分普遍：全球碳循环中的溶蚀碳排放，二氧化碳的矿化封存，油气储层的酸化压裂改造等情景中都存在岩石的酸化溶蚀。真实岩石溶蚀过程所涉及的地球化学反应链复杂，流动、溶质运移和反应耦合紧密，且孔隙结构和形貌改变明显，这些特征为研究酸-岩交互机理和建立反应流模型带来了巨大挑战。现有的微观尺度实验方法缺少对真实岩样溶蚀过程的瞬态表征和动态测量，因而很难为溶蚀反应的机理研究提供必要的实验证据，也很难为动态反应流模型提供必要的参数测量。

针对以上问题及应用需求，中科院力学所流固耦合系统力学重点实验室凌博闻研究员与美国斯坦福大学研究团队合作，研发了嵌入真实岩样的微流实验平台，在孔隙尺度实时记录溶蚀反应对页岩样本结构和流体流场的影响。结合成分分析和图像识别技术，工作对不同矿物比例样本的溶蚀过程进行研究，总结了孔隙结构的瞬态变化规律。同时，本工作对碳酸盐富集、黏土富集、碳酸盐-黏土混合的页岩样本进行溶蚀实验，将结果和经典反应流模型进行比对，以进一步归纳了动态反应参数的标定方法，这一工作为发展新的全耦合反应流模型提供了实验数据支持。

该成果以“Probing Multiscale Dissolution Dynamics in Natural Rocks through Microfluidics and Compositional Analysis”为题发表在国际权威期刊Proceedings of the National Academy of Sciences上，凌博闻研究员为论文第一作者 (Ling, Bowen, M. Sodwatana, A. Kohli, C. M. Ross, A. Jew, A. R. Kovscek and I. Battiato, PNAS, 2022. 119(32): p. e2122520119.)。

原文链接：https://www.pnas.org/doi/full/10.1073/pnas.2122520119