微力無邊：神奇的毛細(xì)和浸潤現(xiàn)象

　　在日常生活中，我們經(jīng)常會對這些司空見慣的現(xiàn)象產(chǎn)生疑問：一根鋼針為何能夠浮在水面上？荷花葉子為何能夠出淤泥而不染？往盛滿水的杯口繼續(xù)加水而水為何不溢出？雨后蜘蛛網(wǎng)上為何留下一串串晶瑩的水珠？蟬為何可以在雨中自如地飛行而不怕淋濕翅膀？螞蟻為何會自行聚團(tuán)從而安然度過洪災(zāi)？所有這些有趣而奇特的現(xiàn)象是如何發(fā)生的？又是如何啟發(fā)人類“向自然學(xué)習(xí)”而進(jìn)行仿生設(shè)計(jì)的？這些新奇的現(xiàn)象都是與毛細(xì)和浸潤現(xiàn)象息息相關(guān)的，它們都涉及到一個(gè)關(guān)鍵詞，即液體的表面張力。從日常生活到自然界，再到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，毛細(xì)現(xiàn)象和表面浸潤行為真可謂無處不在。通過深入研究而揭示表面張力的作用機(jī)制對于我們理解和把握這些浸潤現(xiàn)象至關(guān)重要，這可以為新型結(jié)構(gòu)和材料的仿生設(shè)計(jì)奠定理論基礎(chǔ)。實(shí)際上，自然界中各種各樣的毛細(xì)和浸潤現(xiàn)象啟發(fā)了人類的靈感，使我們通過“向自然學(xué)習(xí)”，進(jìn)而可以仿生、制造出很多新產(chǎn)品，從而產(chǎn)生了表面仿生學(xué)這一前沿交叉學(xué)科。通過研究毛細(xì)和浸潤現(xiàn)象，我們可以恰當(dāng)?shù)嘏渲棉r(nóng)藥和涂料、合理地進(jìn)行礦物浮選、制備不沾水和不沾油的材料、研制微小的船舶、合理設(shè)計(jì)微機(jī)電系統(tǒng)的構(gòu)件、通過表面活性劑進(jìn)行化學(xué)驅(qū)油等。本書的一個(gè)重要特點(diǎn)是摒棄了復(fù)雜的數(shù)學(xué)公式和方程描述，通篇只采用了幾個(gè)必要的簡單公式以輔助讀者進(jìn)行理解，其目的是為了通過通俗易懂的語言闡明相對復(fù)雜的物理現(xiàn)象的機(jī)理。因此，我們相信具有高中以上文化程度的讀者均可以毫無障礙地閱讀本書。此外，本書也可作為有志于研究固體力學(xué)、物理學(xué)、仿生學(xué)、微納米材料等領(lǐng)域的研究人員的研究素材。

　　劉建林，男，1977年生于青島。2008年1月于清華大學(xué)航天航空學(xué)院獲得博士學(xué)位，現(xiàn)任中國石油大學(xué)（華東）工程力學(xué)系教授、博士生導(dǎo)師。主要研究內(nèi)容包括表界面力學(xué)、仿生力學(xué)、軟物質(zhì)力學(xué)等。已發(fā)表的學(xué)術(shù)論文被SCI收錄40余篇。