潛心探索研究 智揭自然奧秘

2010年2月4日，北京航空航天大學(xué)的校園幾乎沸騰了。這一天，不僅對(duì)于鄭詠梅，對(duì)于全體北航人來說都是值得銘記的一天。因?yàn)樵谶@一天，由鄭詠梅作為第一完成人的關(guān)于仿生學(xué)研究的學(xué)術(shù)論文登上了國際權(quán)威刊物《Nature》期刊的封面，這是北京航天大學(xué)首篇被《Nature》期刊報(bào)道的論文。這篇“揭示蜘蛛絲的集水效應(yīng)的機(jī)理”的論文在國際上引起了極大的關(guān)注。除了《Nature》之外，英國廣播公司新聞網(wǎng)、材料研究協(xié)會(huì)、物理學(xué)會(huì)、皇家化學(xué)科學(xué)學(xué)會(huì)、俄羅斯科學(xué)網(wǎng)等都對(duì)該項(xiàng)研究進(jìn)行了廣泛的宣傳。世界范圍內(nèi)的蜘蛛研究專家、動(dòng)物學(xué)家、分子生物學(xué)家、微結(jié)構(gòu)物理專家、生物工程專家都對(duì)這篇論文給予了很高的評(píng)價(jià)。

面對(duì)這突如其來的巨大榮譽(yù)，鄭詠梅卻異常平靜。她說，這一論文的發(fā)表及其飽受重視，證明了中科院化學(xué)所及北京航空航天大學(xué)化學(xué)與環(huán)境學(xué)院院長江雷院士帶領(lǐng)的科研梯隊(duì)開展的向自然學(xué)習(xí)的仿生科學(xué)研究進(jìn)入世界領(lǐng)先行列，這將為北京航空航天大學(xué)新學(xué)科的發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

這個(gè)突破性的研究揭示了篩器蜘蛛（Uloborus Walckenaerius）的捕捉絲的方向集水效應(yīng)，提出了“多協(xié)同效應(yīng)”機(jī)制，為新型仿生集水材料研究提供思想理論基礎(chǔ)。

在微納米各向異性梯度結(jié)構(gòu)方向性憎水效應(yīng)研究方面，她揭示了Morpho蝴蝶翅膀的特殊浸潤性，發(fā)現(xiàn)了蝴蝶翅膀上單方向可調(diào)控的斥水特性的機(jī)理。傳統(tǒng)上認(rèn)為同一種結(jié)構(gòu)的超疏水表面，只能具備單一浸潤狀態(tài)，而鄭詠梅通過探究蝴蝶翅膀的浸潤特性，發(fā)現(xiàn)了由于獨(dú)特的取向結(jié)構(gòu)，兩種高/低粘滯的超疏水狀態(tài)能夠共存且在同一表面上。這個(gè)發(fā)現(xiàn)在材料、微流控、生物工程，器件等領(lǐng)域均具有一定的指導(dǎo)和科學(xué)意義。

此外，鄭詠梅還進(jìn)行了微納米結(jié)構(gòu)表面的微觀防霧效應(yīng)、微納米結(jié)構(gòu)表面的低溫疏水特性、液滴驅(qū)動(dòng)方向性調(diào)控、高效集水的仿生材料、梯度結(jié)構(gòu)各向異性浸潤性調(diào)控、防覆冰表面設(shè)計(jì)與功能、鋸齒梯度陣列的方向憎水性等的研究。通過生物表面浸潤性現(xiàn)象的研究及機(jī)理的揭示，為設(shè)計(jì)新材料，實(shí)現(xiàn)新功能，如水收集、防覆冰、微流傳輸與控制等提供了有價(jià)值的參考。

自然界的現(xiàn)象是有趣的。鄭詠梅說，是大自然的精彩奧妙觸動(dòng)了她研究的全部靈感。從昆蟲腿表面的取向等級(jí)剛毛的超級(jí)浮力、到荷葉邊緣梯度結(jié)構(gòu)的限流、再到蝴蝶翅膀等級(jí)階梯結(jié)構(gòu)的方向自清潔、和荷葉的微米錐狀曲面協(xié)同于納米結(jié)構(gòu)的微觀憎水性；從甲殼蟲羽翅表面異質(zhì)結(jié)構(gòu)的霧中取水，到蜘蛛絲的多梯度結(jié)構(gòu)協(xié)同集水效應(yīng)等等，鄭詠梅求索的腳步從未停止過。目前她正開展仿生微納米結(jié)構(gòu)的防覆冰脫離、梯度特征調(diào)控液滴動(dòng)態(tài)傳輸聚集、以及仿生流體可控輸運(yùn)微/納界面材料的設(shè)計(jì)原理等研究。作為仿生學(xué)研究領(lǐng)域的專家，鄭詠梅說，她會(huì)更加努力地去揭示自然，挖掘本質(zhì)，創(chuàng)新研究，以便更好地服務(wù)人類。