潛心探索研究 智揭自然奧秘

2010年2月4日，北京航空航天大學的校園幾乎沸騰了。這一天，不僅對于鄭詠梅，對于全體北航人來說都是值得銘記的一天。因為在這一天，由鄭詠梅作為第一完成人的關于仿生學研究的學術論文登上了國際權威刊物《Nature》期刊的封面，這是北京航天大學首篇被《Nature》期刊報道的論文。這篇“揭示蜘蛛絲的集水效應的機理”的論文在國際上引起了極大的關注。除了《Nature》之外，英國廣播公司新聞網、材料研究協會、物理學會、皇家化學科學學會、俄羅斯科學網等都對該項研究進行了廣泛的宣傳。世界范圍內的蜘蛛研究專家、動物學家、分子生物學家、微結構物理專家、生物工程專家都對這篇論文給予了很高的評價。

面對這突如其來的巨大榮譽，鄭詠梅卻異常平靜。她說，這一論文的發表及其飽受重視，證明了中科院化學所及北京航空航天大學化學與環境學院院長江雷院士帶領的科研梯隊開展的向自然學習的仿生科學研究進入世界領先行列，這將為北京航空航天大學新學科的發展奠定堅實的基礎。

這個突破性的研究揭示了篩器蜘蛛（Uloborus Walckenaerius）的捕捉絲的方向集水效應，提出了“多協同效應”機制，為新型仿生集水材料研究提供思想理論基礎。

在微納米各向異性梯度結構方向性憎水效應研究方面，她揭示了Morpho蝴蝶翅膀的特殊浸潤性，發現了蝴蝶翅膀上單方向可調控的斥水特性的機理。傳統上認為同一種結構的超疏水表面，只能具備單一浸潤狀態，而鄭詠梅通過探究蝴蝶翅膀的浸潤特性，發現了由于獨特的取向結構，兩種高/低粘滯的超疏水狀態能夠共存且在同一表面上。這個發現在材料、微流控、生物工程，器件等領域均具有一定的指導和科學意義。

此外，鄭詠梅還進行了微納米結構表面的微觀防霧效應、微納米結構表面的低溫疏水特性、液滴驅動方向性調控、高效集水的仿生材料、梯度結構各向異性浸潤性調控、防覆冰表面設計與功能、鋸齒梯度陣列的方向憎水性等的研究。通過生物表面浸潤性現象的研究及機理的揭示，為設計新材料，實現新功能，如水收集、防覆冰、微流傳輸與控制等提供了有價值的參考。

自然界的現象是有趣的。鄭詠梅說，是大自然的精彩奧妙觸動了她研究的全部靈感。從昆蟲腿表面的取向等級剛毛的超級浮力、到荷葉邊緣梯度結構的限流、再到蝴蝶翅膀等級階梯結構的方向自清潔、和荷葉的微米錐狀曲面協同于納米結構的微觀憎水性；從甲殼蟲羽翅表面異質結構的霧中取水，到蜘蛛絲的多梯度結構協同集水效應等等，鄭詠梅求索的腳步從未停止過。目前她正開展仿生微納米結構的防覆冰脫離、梯度特征調控液滴動態傳輸聚集、以及仿生流體可控輸運微/納界面材料的設計原理等研究。作為仿生學研究領域的專家，鄭詠梅說，她會更加努力地去揭示自然，挖掘本質，創新研究，以便更好地服務人類。