近日，深圳大學醫(yī)學部生物醫(yī)學工程學院張會生教授團隊孔湉湉博士在國際知名期刊《美國科學院院報》（Proceedings of the National Academy of Sciences, PNAS）上以研究長文形式在線發(fā)表了題為“Dynamic regimes of electrified liquid filaments”的原創(chuàng)研究成果，揭示了帶電射流的多種不穩(wěn)定性現(xiàn)象的聯(lián)系和底層機理，并通過理論模型和尺度分析得到了帶電射流各流態(tài)之間動態(tài)聯(lián)系的相圖。論文的第一作者和共同通訊作者為孔湉湉博士，普林斯頓大學的Howard A. Stone教授和香港大學岑浩璋教授為共同通訊作者，深圳大學為第一作者及通訊作者單位。

粘性液體的Coiling instability（卷繩不穩(wěn)定性）和靜電紡絲中的Whipping instability（鞭動不穩(wěn)定性）是生活和科研中經(jīng)常碰到的兩種流體力學的現(xiàn)象，但因為這兩種不穩(wěn)定性從來沒有在同一個體系中同時被觀測到，所以關于這兩種現(xiàn)象之間的相似性和聯(lián)系很模糊，學術界一直存在爭爭議。該研究利用低界面張力系統(tǒng)首次在實驗中同時觀察到靜電紡絲中的鞭動不穩(wěn)定性與粘性流體的卷繩不穩(wěn)定性，由此對帶電射流的多種不穩(wěn)定性進行了系統(tǒng)表征和理論模型的深入研究，闡明了這兩種不穩(wěn)定性的區(qū)別和聯(lián)系，并總結了帶電射流尺寸與復雜流體的物性參數(shù)和實驗控制參數(shù)的定量關系，以及由此可產(chǎn)生的多種動態(tài)模式。

該研究展示的電射流豐富的流態(tài)可用來拓展電射流打印的復雜度與多樣性，對電射流動態(tài)過程的機理研究為控制打印沉積的微結構和形貌提供了基礎，也是優(yōu)化設計打印墨水材料性質(zhì)參數(shù)的重要理論依據(jù)，對新一代柔性電子和先進制造技術有重要應用價值。這項工作得到國家自然科學基金青年基金、深圳市基礎研究項目以及深圳市高層次人才啟動項目的資助。

論文鏈接：https://doi.org/10.1073/pnas.1801053115