防除冰功（智）能材料的固-液-冰界面研究

报告主题：防除冰功（智）能材料的固-液-冰界面研究

报 告 人：沈一洲

报告时间：2024年12月13日 15:30-17:00

报告地点：G2-206

组织单位：机械工程学院

报告人简介：

沈一洲，南京航空航天大学教授，博导，国家高层次青年人才，国家首批“博新计划”人才，江苏省某创新平台负责人，主要从事柔性成形技术及装备研究。主持国家自然科学基金（重点/面上/青年）、国家重点研发计划课题、国家某重大专项课题、某前沿创新项目/某领域重点基金、江苏省国际合作创新项目、江苏省自然科学基金、航空科学基金等；研究成果被Advances in Engineering、科技日报等媒体杂志报道，入选全球前2%顶尖科学家榜单（2022/2023/2024）。出版中英文学术专著3部，在Nature Communications 等期刊发表第一/通讯作者论文80余篇，其中10篇IF>10，封面论文2篇，SCI高被引论文3篇，他引超5000次。获军事科学技术进步二等奖、日内瓦国际发明展特别金奖、江苏省科学技术二等奖、中国航空学会科学技术二等奖、江苏省高校科技成果二等奖、江苏省航空航天学会科技一等奖、江苏省复合材料学会科技一等奖、江苏省材料学会科技一等奖，成果在多地军民融合实现转化。

报告简介：

基于材料表面微纳结构的被动防/除冰技术，是解决高能耗防/除冰难题的重要途经。但面对非定常（温度、速度、体积等）、多相流（气、液、固、冰）的复杂结冰环境，现有的微纳结构疏水/疏冰界面调控理论难以适用。基于“结冰环境→多相界面抑制理论→结构设计”的研究思路，重构固-液界面、固-液/冰界面演变、固-冰界面的理论模型，解决复杂结冰环境下微纳结构表面多相界面抑制与调控难的科学问题。本项目团队针对低能耗飞机防除冰技术的关键难点，提出了“控界面微气流”的微纳结构协同设计方法，揭示了静/动态非润湿特性对微纳结构、温度、速度、液滴含量、液滴尺寸、界面作用的依赖关系与调控机制，发现了表面结构引起的“微涡旋”诱导过冷气流上扬的界面抑制新理论；建立了表面微纳结构抑制结冰形核生长的界面非均质传热模型，发现了三相接触线优先诱导结冰形核的新机理；提出了“强化固-冰异质材料刚性不匹配”的大面积冰层快速去除新方法，实现了平方米级覆冰层自重脱落的重大突破；开发了表面微纳结构耦合热-\力的防/除冰技术，突破了大面积低能耗防/除冰技术瓶颈性难题，提升装备在恶劣结冰环境的稳定性和安全性。