科幻片《星际之门》脑洞成真:科学家做出了“用水做的门”|选题26

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科幻片《星际之门》脑洞成真:科学家做出了“用水做的门”

选题介绍

科幻电影《星际之门》里的流动星门在中国科学家的实验室里成真了,把自由流动的液体做成了像门一样的结构材料。如通过表面活性剂(十二烷基苯磺酸钠:常用洗涤剂、乳化分散剂的关键成分)调控与多孔骨架的“门与门框”的化学匹配,将液态门稳定在微米尺度,把压力作为开门的“钥匙”,根据不同的液体做成的门有特定的开门压力临界值(如1~100kPa)。当“钥匙”低于压力临界值时,液体在毛细力作用下形成分子级平滑界面,如同《西游记》中东海龙王布下的避水屏障;一旦“钥匙”超过临界值,将瞬间开启液体动态重构的传输通道。

相比固体,由于液体具有无缺陷的表面,所以物质通过液体门的过程还可以节能减阻。这项技术离我们的生活并不遥远,是由我国科学家首次提出和引领其全球发展的科研方向,相关原创成果发表在《自然》等学术顶级期刊,并被世界最大、最具权威的化学组织国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)评为了“2020年全球化学领域十大新兴技术”。

液体门控技术是我国拥有完全自主知识产权的原创性技术。这一创新突破了传统固体门控在抗污染、能耗、多功能智能集成等方面的瓶颈,历经7年攻关已形成完整创新链,并应用在产业中:例如,其开发的空气净化液体门控系统有望实现较传统固体系统提升近10倍的污染物处理量,且支持无耗材、免维护运行。中国科学家正用液态智慧重新定义材料科学的边界。

出题科学家

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侯旭,厦门大学,科学探索奖获奖人,主要研究液体门控技术、仿生纳流离子学、界面科学、膜科学、仿生智能材料等。

赛制日程

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