报告主题：《水伏学：力学的新疆界》

报告人：郭万林院士

报告时间：2023年3月19日13:00

报告地点：宝山校区J202方润华讲堂

主办：伟长书院、尚理书院

报告人简介：郭万林，南京航空航天大学教授，中国科学院院士。面向飞行器安全和智能化的需求，长期从事飞机结构疲劳断裂和低维功能材料与固-液界面力电磁光热耦合的物理力学理论和关键技术研究。1981-1991年在西北工业大学飞机系学习并获得飞机结构与强度学士、固体力学硕士和博士学位。曾在澳大利亚、波兰、德国、美国、新加坡、日本、挪威、加拿大等国工作、授课、访研。目前的兴趣：水伏学；神经系统的分子物理力学原理；航空航天数字科学与智能技术。发表学术期刊论文400余篇。1996年获杰青基金，1999年获聘长江学者；2012年获国家自然科学奖二等奖, 2019年因“对宇航结构完整性耐久性和纳米力学的持续贡献”获ICCES Eric Reissner Award，2020年获全国先进工作者称号。

报告摘要：牛顿1687年所著的《自然哲学的数学原理》为以微积分等数学体系描述我们所观察到的自然规律的现代科学奠定了基础，给出了质点运动的基本力学定理，成为科学大革命（The Scientific Revolution）的标志。在此基础上发展出至今广泛使用的连续介质力学体系，支撑了机械化、电气化技术革命。经过几个世纪对光子、电子等亚原子尺度粒子的力学行为的认识，揭示了这类微观粒子不同于牛顿质点运动规律的波粒二象性，20世纪以来牛顿力学被拓展到量子力学，引起了半导体信息技术革命以及当前正在发生的量子计算、量子通讯等第二次量子技术革命。本世纪以来，信息技术向智能技术的发展趋势日隆，生命科学与生物技术、绿色能源、气候等可持续发展问题日重，力学不断面临多相介质、多尺度强非线性耦合，尤其是固液界面力-电-磁-光-热耦合的挑战。

水是生命之源，脑电被认为是神经活动的基础。人体、脑、每个神经元含水70%以上。水分子的极性及形成氢键的特殊能力。近十年来，我们发现水与碳纳米材料等功能材料直接相互作用时会产生电势，称之为水伏效应（hydrovoltaic effect）。例如，水等液体通过多孔材料流动时产生流动电势（streaming potential）、液滴在石墨烯等表面运动产生“曳势”（drawing potential）、沿石墨烯等表面波动产生波动势（waving potential）、从碳黑等碳纳米结构表面蒸发生电、产生蒸发势（evaporating potential）等水伏效应。这些水伏效应开拓了固-液-气多相界面的力-电-热等多场耦合研究新领域，为发展水伏能源技术创造了条件，也催生了水伏学（hydrovoltaics）。

这里，基于基础力学原理和新近的研究体会，介绍水伏学的基本概念，从水伏能源、水伏生态、水伏智能三个层面，评述水伏学的研究进展、发展趋势，提出力学前沿问题。

欢迎学校广大师生共同聆听此次讲座！