近年来，学术界已经用弹性毛细 (Elasto-Capillarity, EC) 现象实现了液滴驱动下的三维微纳结构的自组装操作。为了实现可重复、可逆的液滴包裹和解包裹，赵亚溥提出了电弹性毛细 (Electro-Elasto-Capillarity, EEC) 动力学的方法：通过引入电场来实现可控、可逆地包裹和释放微小液滴的动力学过程。课题组的先期工作已经发表在《物理评论快报》(PRL 104: 246101 2010) 和《英国皇家学会会刊 》(Proc. R. Soc. A468: 2485 2012)。

最近，博士研究生朱雪燕、袁泉子博士和赵亚溥研究员采用大规模分子动力学模拟结合理论研究了“石墨烯-水”系统的电弹性毛细过程，发现由两个前驱膜的相互竞争所引起的毛细波的产生、传播和消失在电弹性毛细中起着重要的作用。在毛细波的传播过程中，石墨烯上的前驱膜将包裹的石墨烯撑开，基底上的前驱膜钻入石墨烯与基底之间将石墨烯从基底上剥离。基底和石墨烯上的两个前驱膜的相互竞争导致毛细波的产生，毛细波的传播由两个前驱膜的驱动功之差控制，并且波速不依赖于电场强度的大小。从理论上推导出了毛细波的色散关系以及波速的表达式，与模拟统计得出的结果在一个数量级上。

该研究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

“石墨烯-水”系统的电弹性毛细过程