2002 国际流体与界面学术会议在南京召开

　

   2002年10月12日至17日，在中国国家自然科学基金委员会、美国科学基金会、江苏省科学技术协会、南京工业大学、美国犹他大学的资助下，由南京工业大学承办，香港大学，美国扬伯翰大学，美国犹他大学共同协办的国际流体与界面学术会议在南京和长江三峡召开。会议由南京工业大学国家杰出青年基金获得者陆小华教授主持，香港大学陈光宇教授和美国扬伯翰大学Douglas Henderson教授分别介绍了本次会议的筹备情况和学术意义，南京工业大学校长、中国工程院院士欧阳平凯教授致欢迎词。

   流体与界面研究具有重要的理论和实用意义,在化工、材料、能源、生化和环境等工程以及化学、物理、海洋、地质和生命等科学中具有广泛的应用前景,它是多学科交叉研究的一个重要热点。在2000年的夏威夷太平洋化学会议上，成功地举行了“流体与界面”讨论会，而本次会议延续了夏威夷会议的宗旨，增进了国际科学界的相互交流与合作。

   来自世界二十多个国家和地区的一百多位专家学者，出席了本次会议，参加会议的国外专家包括十位美国科学院院士和多个科学领域的国际一流学者，他们都是界面物理化学方面的奠基人，在流体与界面这一多学科交叉研究中进行着最前沿的工作。如美国科学院院士、芝加哥大学Leo Kadanoff教授, 因其“在统计，固体状态和非线性物理方面的基础理论研究”而获得了美国国家科学奖。他的同事Stuart Rice院士也由于“通过他在物理化学领域的各个方面的研究，改变了现代物理化学的本质，并且将极富想像力的方法同时用于实验和理论使之激励了一代科学家”而获得美国国家科学奖。美国科学院院士、马里兰大学Michael E. Fisher教授曾因为在临界性质上的贡献，获得了诺贝尔奖的提名。而海外华人的杰出代表美国内布拉斯加大学的曾晓成教授近年来研究水的微观界面结构，在《Nature》上发表了多篇引起广泛关注的学术论文。出席会议的还有四位国家杰出青年基金获得者在内的十多位中国科学家，他们在有关水、电解质、狭缝中的流体、聚合物、液晶、复杂流体、膜以及生物物理学、材料学相关领域进行了交流。

   会议主要涉及三部分前沿性研究内容：即理论、计算和实验。理论方面，在应用统计力学，建立适用于解决界面、介观问题的新的系综和求解配分函数方面有许多令人激动的进展，这也是理论物理学家努力的方向。专家们在会议上提出在解决了流体主体相中的问题后，必须要关注到非均匀流体相即界面情况。Kadanoff教授在他的报告中提出了“奇点”的概念， 指出奇点信号出现在分离不同流体的界面上，在该点会发生戏剧化的事情故其是非常重要的，现实世界存在许多与之相关的情况，如闪电和阵雨的形成，这是一种全新的概念，对更好的解决界面理论非常有用。

   计算方面，针对理论物理学家提出的界面、介观新理论，大多数研究者在会上展示了他们用分子模拟进行数值求解配分函数的结果，引起了广泛的关注。流体在界面上和主体间的行为非常不同，要成功的进行界面的分子模拟，需要在大尺度范围内进行，现有的计算能力还不能很好的解决这类问题，需要研究合理的简化。Fisher教授已经意识到了在非对称流体模型中进行模拟的困难的本质，他说“发现有效的、无偏差的有限尺度的方法”是解决这类问题的核心。而多伦多大学的John P.Valleau教授更关注的是对Gibbs系综MC模拟的热力学尺度的研究，他在进行LJ流体的汽液转变时得到了更大范围的精确的Helmholtz自由能数据，并用这些数据预测和验证了GEMC模拟的结果。

   在实验工作方面，上述理论和计算新的研究成果已得到了来自众多国家的实验科学家的重视并对之进行了验证。美国科学院院士、加利福尼亚大学Richard J.Sakally教授用X射线光谱探索了平衡条件下易挥发物质及其溶液的汽液界面的分子细节，用EXAFX和NEXAFS方法比较研究了水和甲醇的界面分子的电子和几何结构，详细观察了液体的表明松弛现象，并用密度函数理论得到了很好的解释。同时，日本的Kazue Kurihara教授用基于表面力测量的新方法研究了固液界面处液体的结构。表面力测量，即直接测量作为表面分离的函数的分子和表面相互作用，是进行表面定性化的特有的工具。它能“监测从表面变化到主体的表面的性质”并提供对表面现象的新的观察。该方法简单直接且能提供用其他技术难以得到的信息。她对二氧化硅的表明进行的实验发现了一种称为“氢键巨簇”的现象，这种现象可用于在固体反应物上制备聚合物纳米膜。

   芝加哥大学化学系Stuart A. Rice 院士作了“WHAT CAN WE LEARN FROM THE STRUCTURES OF THE LIQUID-VAPOR INTERFACES OF METALS AND ALLOYS?”的特邀大会报告，引起了与会者的共鸣，大家认为这篇报告对一个非常具有挑战性的问题棗金属和合金的液汽界面上的理论、计算和实验研究的现状给出了精确和优雅的阐述，涵盖的过程包括大尺度的量子Monte Carlo模拟，对更精确的赝势的开发，和在合金的液汽界面进行二维相转变的实验观察，这些过程大大增强了我们对液汽界面结构，电子和光学性质的理解。

   与此相比，国内科学家虽然在理论、模拟与实验的各个方面进行过一定的工作，但国内的研究水平与国际一流水平之间还存在着不小的差距。主要表现在对流体和界面新理论的提出缺少创新性，将理论、模拟与实验进行有机统一方面做的还不够，同时欠缺的是用新理论来解释关于纳米材料、基因芯片等高科技方面的应用。这些都应该是我国科研工作者，特别是年轻学者应该努力的方向。开展国际交流与合作是提高我国基础研究水平的一条重要途径，参与国际交流不仅能促进国内学者更深入了解其研究领域的国际前沿及其发展动态，开拓思路，发现新出现的学科领域和生长点，而且更能有助于国内学者明确重点研究方法和新技术现状及动向。与会的国内学者一致认为，要加强与高新技术相关的界面与流体的研究，不能仅停留于应用国外学者的新理论和新方法，要提高研究工作的系统性和深入性，力求在统计物理、分子模拟等领域有我们独特的见解，真正享有我们自己在这一学术领域应有的学术地位。

   本次会议在中国国家自然科学基金的大力支持下，为国内学者打开国际合作的局面发挥了重要作用，促进了中外学者学术思想的交流，加强了海外华人学者与祖国的联系，加深了国内外相互了解，为进一步开展国际间的科技合作，提高我国流体和界面研究领域国际地位创造了有利条件。本次大会获得了与会专家的一致好评，美国科学院院士、加州伯克莱大学的Richard Saykally教授在会后来函对组委会的工作给予了高度的评价，认为“这次会议非常成功，在科学和文化交流方面都是非常令人难忘的”。

　

　

化学科学部：佘远斌，梁文平

2002年12月