2016年4月7日
，我
；倒こ逃胱远г撼禄敖淌诩捌渫哦拥淖暄谐删汀Continuous directional water transport on the peristome surface of Nepenthes alata》在《Nature》杂志上颁发
，这是我国机械工程领域在该杂志的首篇论文。两年后的2018年9月24日
，陈华伟教授课题组的又一成就《Ultrafast water harvesting and transport in hierarchical micro-channels》在线颁发在《Nature Materials》上。陈华伟教授暗示“我们要有信心
，在机械工程领域启发出一块怪异的世界
，对准世界当先水平。”如他所言
，课题组的科研成就短短两年间
，两度登载在全球顶级学术刊物上
，充分体现了他在多学科交叉前沿钻研领域不休索求的刻意。

师法天然
，学科交叉

在多学科交叉的学术氛围下
，师法天然、仿生钻研并不是陈华伟教授的初创
，但工程领域的钻研往往偏沉工程利用
，少有探索内涵的理论科学凭据。“理科更侧沉于理论的索求
，少将理论钻研引入现实工程中。而搞工科的
，首先想的就是怎么将一项技术钻研落地、有使用的空间
，沉造作而轻理论钻研。在理论与利用之间往往存在一个断层
，我们就想来突破这个断层
，实现从表象观测到理论建模
，再到工程设计甚至现实利用
，买通从科学理论到工程利用的整个通路
，当然这是一个极度梦想化的设法
，由于涉及多学科交叉并不是一件容易的事件
，为此我们可能必要几代师生的持久致力和挑战”陈华伟教授如是说。

瓶子草结构展示图

瓶子草这一成就源于一次无意的发现。钻研团队曾在国表某摄影网站上看到一组植物的微观照片。俗话说：“表行看热烈
，在行看蹊径”
，瓶子草规定的表表结构引起了他们极大的兴致。在微观纳米维度
，一些看上去杂乱无章的表表若通过微纳结构可节造作使其拥有规定的纹理
，之前观察不到的一些景象也会随之体现出来
，因而表表的微结构节造极度沉要
，我们熟知的“鲨鱼皮效应”就是在表表的规定结构上做文章。表表职能化技术有着相当宽泛的使用
，而要想得到拥有某项职能的梦想微结构表表
，在没有一个现成的设计理论的情况下
，师法天然无疑是一个捷径。

在对瓶子草表表微结构的观察基础上
，团队深刻分析了绒毛的表表微观结构特点
，初次发现了特殊的凹凸棱多级微纳沟槽结构
，液体也在表表干湿状态下会相继出现两种分歧的输送模式。这种特殊凹凸棱多级沟槽结构导致的两种陆续而又不一样的输水模式会首先在矮棱组成的底部沟槽中急剧形成一薄层水膜
，后续液滴就可在这层水膜上超急剧滑动
，输送模式在干、湿状态下会产生显著转变。用陈教授的话来说
，“有一种‘后浪推前浪’的成效”。

在此基础上
，钻研团队又进一步揭示了凹凸棱多级微纳结构参数对超高速传输的影响法规
，提出超高速输送凹凸棱结构仿生设计准则。该项钻研成就可利用于微流体芯片、高效散热结构、液体网络与海水淡扮装置等亟需高速液体网络与传输的领域。  

瓶子草集水过程?

谆谆告诫
，厚积薄发

每一项钻研成就的背后
，无疑凝聚了整个团队的智慧与汗水。若是说陈教授是该项钻研成就的总指挥
，指了然钻研的方向
，那么学生第一作者博士生冉桐则是接受这一挑战的带头人
，承担了这项成就每一步的具体钻研工作。在陈教授看来
，冉桐并非是最聪明的那一个
，但他的可贵之处在于“能耐住性子
，实事求是的去做事。”

钻研的一个难点在于
，微观动态比力超前。相比静态的结构
，动态的液体传输更难观测。液体若何分层
，必要进行大量的图像对比观测。单是这项工作就耗去了整个团队几个月的功夫。钻研的另一个难题在理论推导方面
，团队获得了江雷院士、及其团队周嘉嘉教员的援手
，添补了工科学生在理论方面的劣势。同时也离不开团队辅导张德远教授的大力支持与激励。作为项主张重要责任人
，冉桐必要担任主心骨的作用
，两全整个项目组攻坚克难
，而这一对峙就是三年。

对此
，陈教授颇有感想。在他看来
，选择一个切入点进行深刻钻研
，从理论到模型成立再到利用形成一个齐全的系统
，实现一篇有点价值的“大论文”是博士生应该钻营的方向。国度必要的是一个成熟的大论文系统
，将一个问题钻研得彻底、明显
，这才是有份量的科研成就。J9集团国际站的人才造就模式也与之相应
，对于钻研生的成就查核也是沉质不沉量
，激励钻研生沉下心来不休索求
，敢于挑战创新。对于自己的学生
，陈教授总是激励他们志存高远
，有敢于把《Nature》、《Science》作为指标的刻意。

距离上一篇《Nature》颁发已经两年了
，“猪笼草”的文章每年的引用次数达上百次
，陈教授惊喜地发现这项成就不休地被越来越多的领域选取
，从电极去气泡提高发电量到3D打印中微观表表防沾
，从医学领域中骨成长营养液传输到无人机防冰涂层……真正做到了从理论到实际利用的索求
，其价值正不休被展示。这也与陈教授的初心一致
，让科研成就然正阐扬作用
，让世界看到中国在微纳仿生造作领域的实力。  

策动/案牍：李欣欣

设计：王宸彦

出品：J9集团国际站门户网站总编总监工作室

投稿：geoos@buaa.edu.cn