洞察 凭借“冷板凳”精神洞察“微观世界”
中国青年报客户端合肥12月10电（中青报·中青网采访人员 王海涵 王磊 通讯员 范琼）近日，中国科学技术大学王奉超特任教授与诺贝尔物理奖得主、英国曼彻斯特大学安德烈·海姆(2010年诺贝尔物理学奖得主)教授团队合作，在纳米限域毛细凝聚研究方面取得了重要进展，成果于12月10日发表在国际著名学术期刊《自然》上。
在宏观尺度，当水蒸气在空气中的分压达到饱和蒸气压时，水开始凝聚；但当尺度减小，表面张力使气液界面弯曲，凝聚压强也发生变化，这一现象被开尔文方程定量描述。
在本项工作中，中国科大研究团队通过理论分析和计算模拟发现了在纳米限域毛细凝聚中，固液界面力学作用扮演了重要的角色，而不是人们普遍认为的液气界面。据此，他们修正了经典的开尔文方程，建立了纳米限域毛细凝聚的新理论，并将方程适用性拓展到亚纳米尺度。
王奉超介绍，该研究不仅为理解纳米限域毛细凝聚提供了关键的理论基础，且在微电子、制药、食品等行业具有非常重要的实际应用前景。
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图：纳米限域毛细凝聚；纳米通道器件及实验观测示意；纳米通道横截面的STEM图；发生毛细凝聚的临界相对湿度的尺寸效应的实验、理论及模拟。
王奉超所在的团队名叫“中国科大近代力学系计算力学实验室”，主攻方向为“微纳结构材料力学行为和设计”“固液界面力学与限域传质”和“计算力学方法及应用”等。实验室学术带头人是中国科大工程科学学院执行院长吴恒安，团队20多人，90%都是30岁以下的青年研究生。
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图：纳米限域毛细凝聚示意图。石墨烯纳米通道器件壁面的变形（上）和纳米限域毛细凝聚（下） 美术设计：马子颂，梁琰
这是一支年轻的团队，但同样战功赫赫。近年来，实验室带头人吴恒安荣获高等教育国家级教学成果二等奖、宝钢优秀教师特等奖等，王奉超也先后入选中国科协青年人才托举工程和中科院青年创新促进会，并于2019年获得国家自然科学基金委优秀青年基金资助。
值得一提的是，实验室与英国曼彻斯特大学安德烈·海姆教授课题组合作延续了11年，研究成果已经有10篇文章发布于《自然》和《科学》正刊。
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图 ：王奉超教授在实验室（拍摄 马潇汉、杨建瑞、杨烁）
近日，中青报·中青网采访人员走进该实验室。力学方程、理论建模、程序设计、数据分析、模拟研究……这些外人眼中平淡冷门甚至枯燥无聊的名词，却是该团队日复一日、孜孜不倦的科研追求，也是这帮年轻人勇攀科研高峰的根基源泉。
“每个科研成果都要熬上几年”
科研赛道上，比拼的是毅力和坚持，这背后，离不开科研兴趣这一重要驱动力。
王奉超回忆，上述研究在2016年就已开展。2017年5月，论文合作者找到自己，想寻求二维材料模拟支持，构筑搭建毛细通道。王奉超做了几个月都没有进展，心里也没底，一直琢磨如何攻克难题。
王奉超一直有个习惯，躺在床上想idea，经常半夜醒来，想一段时间，再去睡觉。2018年初的一天夜里，他突然想到了一个方案，赶紧爬起来将思路写下来，后经团队反复修改，又花几个月整理文字和制图，最终论证成功，也为今年文章的发表奠定基础。
在别人看来，王奉超的生活很单调，发发文章、上上课，过着一眼能看到退休的生活。“但是，每当想到一个解决问题的关键idea，那种刺激的兴奋感会持续很多天，甚至好几天睡不着。”王奉超坦言，回忆自己的科研之路，这种兴奋感和疲惫感、困惑感是交替出现的。
2003年，王奉超来到中国科大理论与应用力学专业读本科。大二时，他就一头扎进了学校实验室，跟着师兄听课。当时，他模拟分析了化工容器里的气体流动，通过模型计算，让气体混合得更均匀，他觉得“挺好玩的”，从此喜欢上了模拟实验。
大学期间，王奉超还和志同道合的网友交流，学习软件源代码程序，提高模拟计算水平。“网友的帮助让我感触很深，甚至有人从头到尾教我代码，我决心要学会这个，教会更多人。”
2010年，王奉超攻关一项固体表面液滴动力学研究，测算两个液滴合并弹起的速度，好几个月都没突破，陷入了瓶颈期，他没有因此放弃。
一年以后，他突然灵光一现，意识到不光是表面能影响研究结果，还有黏性耗散的影响，随后成功发表论文。那一年，他觉得，自己才算真正和科研沾上边儿。
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