近日，我院李晓光教授团队在复杂液体界面物理研究领域取得重要进展，发现了一种全新的界面流动模式——“马兰戈尼超越流”，相关论文以“Marangoni-overriding flow in laser-irradiated particle-capped droplets”为题发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上。性吧
为唯一作者单位，博士研究生庞祥龙为论文唯一第一作者，李晓光教授为唯一通讯作者。
当液体产生表面张力梯度时，会形成从低张力区向高张力区的流动，这一被称为“马兰戈尼流”的现象深刻影响着液滴铺展、聚并、凝固、气泡输运等众多物理过程，也是颗粒操控、微流控、能量收集等应用技术的重要物理基础。围绕界面流动输运方向这一基本问题，该研究以表面覆盖堵塞颗粒层的液滴为研究对象，发现了一种与经典马兰戈尼理论预言截然相反的流动行为：被激光烧蚀解堵后的界面，不仅没有在表面张力梯度下产生马兰戈尼流，而且还产生了与之方向相反的流动。
这一反常流动的核心机制在于：激光烧蚀引起的剧烈蒸发显著放大了界面曲率梯度，从而放大了指向中心的拉普拉斯压力梯度，这一压力梯度超过了方向相反的静水压力与马兰戈尼应力之和，从而抑制了马兰戈尼流并产生了与之相反的向心流。该研究还建立了界面解堵动力学模型，定量预言了表面流速的幂律衰减与解堵波前的传播规律，并与不同黏度下的实验测量高度吻合。鉴于上述机制，该研究将这一全新的流动模式命名为“马兰戈尼超越流”（Marangoni-overriding flow）。
图1：被颗粒覆盖的液滴在激光作用下的解堵动力学及界面流动行为
该流动的驱动力、曲率场和流动标度可分别通过激光功率、液滴尺寸和液体黏度实现定量调控，并在毛细力主导的微液滴与重力主导的液潭、纯液体与混合液体中均表现稳健。这一发现为非平衡界面工程确立了新的设计原理，在光流体学、定向输运、自适应微流控等领域具有广阔的应用前景。
论文链接：Marangoni-overriding flow in laser-irradiated particle-capped droplets | PNAS
（文图：李晓光；审核：闫娜、晁小荣）
