微納可控異質凝結增長機理研究

主講人 : 陳龍飛 教授

超細顆粒物（UFPs，粒徑<100 nm）因其高比表面積、強吸附性及強呼吸系統穿透能力，可通過表面吸附重金屬與多環芳烴等毒性物質引發心肺疾病。凝結核顆粒計數法（CPC）作為一種高效檢測技術，其原理是通過凝結介質使UFPs表面發生相變生長至微米級，進而利用光學手段實現顆粒數目濃度的精準測量。本講座圍繞報告者的研究展開：采用環境掃描電鏡觀測與分子動力學模擬相結合的方法，系統揭示了微納尺度下異質凝結的增長機理，重點闡明了表面微納結構對凝結過程的強化調控機制。首先，基于第一性原理構建的機器學習勢能面模型與傳統水分子半經驗模型進行對比，明確了不同模型在凝結相變過程中的適用性。其次，通過巨正則蒙特卡洛-分子動力學（GCMC-MD）耦合模擬發現：微納結構表面孔隙（凹陷結構）可顯著促進水分子成核初期的團簇化進程，且在特定親疏水性條件下，凝結團簇會呈現有序的空間分布特征。最后，研究還拓展分析了多納米顆粒共存體系中凝結過程。

主講人簡介：

陳龍飛，北京航空航天大學能源與動力工程學院教授，杭州市北京航空航天大學中法航空研究院副院長，博導，入選北京市科技新星。本科畢業于清華大學汽車工程系，碩士獲得德國亞琛工業大學機械工程和清華大學車輛工程雙碩士學位，博士畢業于英國牛津大學工程系。擔任國際民航組織SAE工作組中國代表和歐盟車輛排放PMP工作組成員，參與下一代國際航空與機動車顆粒排放法規制定；任中國內燃機學會航空內燃機分會秘書長和副主任委員等。主要研究領域為航空環境與氣候、燃燒源和大氣污染物檢測、微納多相流測試與表征等。主持科技部重點研發計劃、JKW等國家級項目10余項。研制的顆粒檢測樣機在中國航發、中國原子能、東風汽車等單位成功示范應用。榮獲中法團隊合作創新研發獎、中國內燃機學會技術發明獎一等獎、中國顆粒學會技術發明獎一等獎、中國顆粒學會顆粒測試獎一等獎等。