蒸发的液滴：大自然的一扇窗海归学者发起

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近日，西北工业大学理学院臧渡洋教授与印度、俄罗斯合作者共同在物理学顶级刊物PhysicsReports（影响因子20.099 ，中科院JCR一区top期刊）发表了题为”EvaporationofaDroplet:Fromphysicstoapplications”的56页篇幅的长篇综述。西工大为该文的第一作者和通讯作者单位。据悉，这是该刊物发表的首篇液滴蒸发领域的论文。

液滴蒸发，一个简单的日常现象，却在喷涂、喷墨打印、农药喷洒、新材料制备等方面都扮演着重要的角色。含有不易挥发性物质的液滴在蒸发后会留下各种各样的沉积图案。利用液滴的蒸发来驱动溶解或分散于液滴中的物质进行排列，这为微纳米颗粒自组装提供了新方法，从而广泛应用于功能材料的制备，例如胶体晶体、二维超晶格、柔性电子材料。从咖啡环效应，到蒸发壳层形成、蒸发裂纹扩展，再到蒸发自组装，液滴蒸发呈现给研究者不计其数的有趣现象，背后也隐藏着引人入胜的未知奥秘。

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液滴蒸发所形成的复杂图案

尽管在大自然中司空见惯，液滴蒸发却是一个典型的跨尺度和非线性问题。微观尺度的热力学驱动引发宏观尺度的力学效应，比如引起液滴毛细流动或Marangoni流动。同时，蒸发过程时常伴随着凝胶化转变、结晶等相变过程，而相变与力学耦合会产生一系列失稳现象，比如褶皱、裂纹。因此，接触线移动、液滴内部流动、相变、失稳等多种因素共同作用，最终诱导形成有趣而复杂的蒸发图案。在过去的几十年里，研究人员对液滴蒸发的“咖啡环效应”及其调控、蒸发裂纹、液滴内部流动、接触线动力学等方面进行了大量的研究。然而，关于液滴蒸发所引起的传质过程及其图案形成机制，仍缺乏深刻的理论描述。深入认识液滴蒸发，需要热力学、表面科学、力学等多学科的协作和交叉融合。