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看，纤维在跳舞
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看，纤维在跳舞
曾泳春
我在科学网写博客，是采取了一种鸵鸟精神，就是我只管埋头写，认定知道我的人都是看不到的。这样我就能写得比较自如，如在空气中舞剑一般没有踌躇。可是，我发现情形越来越不容我乐观了。
像我这般半家庭主妇的科研人员，超级宅女，能在这样一个滴水成冰的季节到塞外参加一个国内学术会议，实属不易。这个会议的魅力在于，它不是一个学科内的会议，化学、化工、材料、高分子、物理、纺织、甚至电气和机电学科的科研人员，被一个小巧的技术吸引到了一起，那就是静电纺丝。全国第一届静电纺丝会议，吸引了全国70%-80%的静电纺丝研究组聚集到一起。这可能是第一次，全国的静电纺丝研究者把他们所做的工作向行内人士做一个展示。会议很好，报告都非常朴实，没有华丽的拔高，却都透着对这样一个特殊的技术既欣喜又困惑的情怀。
一个插曲就是，从我到会场第一刻起，就有人说曾老师，我很久就知道你了，从科学网博客上。我的脸上带着讪笑，心里有些不安。到我做报告那天，更是不停的有学生过来叫我一声曾老师，说他们是哪个大学谁谁的学生，然后就不说话了，暧昧地看着我。我有点明白过来，可能这些学生是看了我的博客，否则笑容怎么能如此暧昧？一个做学问的女人，因为博客而出名，我是该羞愧呢还是该羞愧呢还是该羞愧呢？
所以，这篇博文我非写不可，我不得不为自己的学术小小正一下名，我也是那啥啥啥，做了不少科学工作的呀！在参加会议之前，我不知道我所做的工作处于什么地位，在什么水平上。我的报告排在2/3议程之后，在听了整个会议2/3的报告之后，我心里有了自信。我知道了我的工作在哪个level上，不是我做得水平很高，而是我做得很孤独。在他们展示了静电纺丝五彩缤纷的应用，包括在生物医药、工业能源上的应用之后，而我，一个喜欢把科学也做得很优美很暧昧的女人，开始向他们展示枯燥的理论研究。当我做完报告时，从掌声的分贝上，我自觉做了一个比较精彩的报告，也许因为我是极少的女报告者之一，也许我做的工作比较独特，也许我的确把枯燥的理论研究描绘得很有趣，也许我的学术确实在某个level上，也许是因为我的科学网博客写得好（大言不惭一把），也许，已没有也许。
我是这样做我的开场白的：本次会议已经过了2/3的议程，我有个发现，国内做静电纺丝的研究组绝大多数是男生。我在5月份去欧洲参加了一次国际纤维会议，在那次会议上，静电纺丝的研究也占有一定的比例，而我有个惊人的发现，世界各地做静电纺丝研究的大都是女人，也许与静电纺丝这样一个小巧的装置有关，而静电纺丝纤维的运动，犹如舞蹈一般优雅，也很适合女人研究。而无论如何，我们是致力于让这个精致优雅的技术对世界做一点小小改变的一群人。
于是我就来说说静电纺丝这个纤维运动的优雅。看，纤维在跳舞。
静电纺丝纤维的运动，经历了泰勒锥、稳定射流和鞭动不稳定三个阶段。泰勒锥的形成是静电纺丝的最原始的起点。最初研究者发现从很细的针头挤出的聚合物溶液在高压静电下可以形成泰勒锥，到现在，人们欣喜地发现，孔、气泡、自由表面、平板边缘、一根细金属丝，甚至一个刀锋都能在静电力作用下形成泰勒锥，这也是各种各样的静电纺丝装置不断被发明出来的原因。下面展示的是从一个打在平面上的孔形成泰勒锥并最终形成稳定射流的过程。
稳定射流是电场力克服液滴表面张力的结果，这段直线运动的长度和所起的拉伸作用，也吸引了不少研究者的眼光。但最吸引我的，是直线段（稳定射流阶段）下的鞭动不稳定阶段。因为，这是我非常痴迷的螺旋形运动，我曾在北卡悠闲的时光里，抬头看一片落叶，螺旋形轻盈地落下，我想，它不肯呈直线轻易下落，是因为舍不得这个它能极目远望的世界，于是它将下落的距离（树冠到地面的距离）从一维拓展到三维，它在更长的距离和更长的时间下落，尽最大努力留恋这个美丽的世界。
而静电纺丝的纤维运动也是这样的。如果要在有限的直线距离（通常30cm左右）内将纤维拉伸到几百纳米的细度，纤维到达接收板时的速度将是一个非常巨大的超音速，这是不可思议的。而就是这样一个优雅的螺旋形运动，使纤维在更长的距离和时间上受到电场力的拉伸作用，伴随着溶剂的挥发，纳米纤维如天使般（而不是超音速飞机般）降落在接收板上。
我一直痴迷于静电纺丝纤维这样的妖娆运动，并努力想把这样的纤维运动应用到其它制备微纳米纤维无纺布的技术中。在纤维运动那张照片的右图是静电纺丝纤维的运动，而左图展示的是另一种技术熔喷纤维运动的过程，它们有着相似的运动状态，但却是不一样的机理，一种是电驱动的弯曲不稳定机理，另一种是空气动力驱动的弯曲不稳定机理。电场和气流场，都可以成就纤维的妖娆运动，因此成就了不同的纳米纤维无纺布制备技术。
而纤维的舞蹈，成就了它纳米级的纤细。
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徐誉腾，《天使的翅膀》。
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只留给天空美丽一场
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