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)”而進行仿生設(shè)計的？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)計奠定理論基礎(chǔ)。實際上，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)計微機電系統(tǒng)的構(gòu)件、通過表面活性劑進行化學(xué)驅(qū)油等。本書的一個重要特點是摒棄了復(fù)雜的數(shù)學(xué)公式和方程描述，通篇只采用了幾個必要的簡單公式以輔助讀者進行理解，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。