主编寄语——面向绿色化学工程的软物质
2021-04-03DvidWeitz陈建峰
Dvid A. Weitz ,陈建峰
a John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences & Department of Physics, Harvard University, Cambridge, MA 02138, USA
b State Key Laboratory of Organic–Inorganic Composites, Beijing University of Chemical Technology, Beijing 100029, China
软物质是指一类可以在微小作用力或热能作用下发生形变的材料。软物质兼具固体和液体的特点。软物质的一个主要特征是其弹性系数比大部分固体低多个数量级。通常,材料的弹性常数单元可以由压力或能量密度来描述。这些单元的能量范围可以跨越几个数量级,从热能到几个电子伏特。其中共价键的能量就是典型的几个电子伏特。软物质的弹性系数甚至可以比大部分固体低十个数量级,这也反映了软物质具有不同的尺度范围或能量密度。因此,软物质的基本物理规律总是体现在更大的空间尺度上,这一特征赋予了该领域极大的魅力。
软物质通常包括胶体、高分子、乳液、凝胶、液晶、颗粒材料、生物材料等诸多体系。这些材料均表现出介观尺度范围的物理特性。拓扑复杂性、局部有序性和长弛豫时间是软物质体系区别于传统液体和固体的典型特征。并且,人类本身就是软物质,软物质的研究与人类的生活息息相关。
近年来,人们对环境的保护意识逐渐增强,对环境友好材料的需求急剧上升,雾霾、水污染等环境相关问题亟待解决。软物质在解决上述问题的过程中发挥了重要作用。软物质的核心思想(即自组装形成黏弹性可调的有序结构)与绿色化学工程的核心价值观(即化工过程优化和可持续发展)高度契合。两者结合引领了许多创新有趣的软物质研究,对绿色化学工程的发展产生了积极的推动作用。……
