被導師電話告知，水意論文被接收的外收闻科那一刻，楊玲的获篇第一反應是：假的吧！直到打開手機查看郵箱，新学网她才真正確定下來。肉浇這是水意她發的第一篇頂刊，也為自己即將踏入博士第四年開了一個好頭。外收闻科

從博士入學起，获篇楊玲便開始了這項研究，新学网為了讓實驗順利進行，肉浇她養了將近20盆多肉植物——若綠，水意每天澆水、外收闻科觀察，获篇最終在若綠上發現一種新的新学网液體傳輸方式，這項成果於近日發表在《科學》上。

“流體流動的實時定向控製，將可以在微流控、化學合成和生物醫學診斷中找到新的應用。模仿生物的陣列設計不單可以用於液體運輸，還可以在T形閥門等情況下用來混合液體。這種方法適用於多種化學物，而且可以克服某些微流控技術中出現的加熱問題。”論文通訊作者、香港理工大學教授王立秋介紹。

把多肉搬進實驗室

從2021年進入香港大學攻讀博士開始，楊玲便跟隨導師開展表界麵流動和液體操控領域的研究。因此，他們常常要與植物打交道，觀察植物，是實驗研究中重要的一環。

在楊玲所在的實驗室裏，養了大大小小各種植物，若綠便是其中一種。作為一種多肉類植物，若綠擁有較長的枝條和整齊的葉子，堆疊向上生長，長成一串串的形態。

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原本隻是一個普通的現象，卻引起了楊玲的關注。她立刻將這一現象用視頻記錄下來，並在導師的鼓勵下，開始與課題組成員一起對若綠表麵的宏觀和微觀界麵進行觀察，並進行理論研究。

“液體在水平放置的不同若綠莖上，竟然可以選擇朝著莖尖或根部這兩個截然相反的方向自發地單向運動，這與傳統認知中一種液體隻能沿固定方向流動的觀點大相徑庭。”楊玲介紹。

起初，研究團隊猜測，植物表麵的結構是影響液體流動的關鍵因素。為此，他們利用3D打印技術模仿若綠的表麵結構，不斷調整結構參數，運用高速相機拍攝和分析液體的流動細節。

在反複實驗和摸索中，研究團隊發現，若綠植物葉片的神奇液體傳輸現象源於其獨特的不對稱折返結構。葉片兩端有不同的折返角，一個朝莖尖，另一個朝根部，這導致液體在兩個相反方向上形成不同的彎液麵輪廓，使液體能夠選擇性地沿不同方向流動。

這一發現不僅揭示了大自然中一種鮮為人知的液體傳輸機製，還為設計更靈活高效的液體輸運係統提供了新的靈感和可能。

打破傳統認知

在以往的研究中，科學家們通過研究自然界中的動植物表麵，發現了多種能夠定向傳輸水的表麵結構。

例如，翼狀豬籠草的唇表麵具有獨特的多尺度分層結構，這種結構由楔形微槽組成，能夠實現連續的定向水傳輸；仙人掌將收集到的霧汽從刺尖輸送到莖部，以應對幹旱環境，其表麵的特殊結構有助於實現高效的水分收集和運輸；蜥蜴的皮膚表麵也觀察到定向液體輸送現象，它們利用表麵結構來控製特定液體的輸運方向。

“傳統的認知中，一種液體在生物表麵隻沿著一個固定方向傳輸。然而，我們在自然界中發現了另一種液體傳輸方式，即在若綠上發現選擇性定向液體傳輸現象。”楊玲介紹。

在進一步的研究中，研究團隊運用3D打印技術研製出了一種模仿若綠葉片結構的陣列，並提出了一種各向異性彎液麵理論模型。結合實驗觀測結果顯示，通過調整這一仿生陣列的兩個折返角和間距可以精準控製液體的流動方向。

這些創新性的陣列結構不僅驗證了理論模型，也展示了利用結構化表麵實現靈活可控液體輸運的新途徑。

“該研究發現的現象有趣且獨特，其潛在應用範圍廣泛。這種新穎的表麵結構，可以提供微升規模的受控流體傳輸。”審稿人對這一研究評價道。

在生物醫學中，微流控分析用於檢測；在化工過程中，液體需要定向流動；在工業中，依靠流體進行傳熱傳質等，這些都涉及到流體流動的問題。

當前，在醫學應用中，微流控芯片的結構設計仍然麵臨一些挑戰，包括如何精確操控微量液體、如何實現高通量和高效率的分析檢測設備微型化、集成化和自動化等。

“如果能夠設計出類似若綠表麵、具有選擇性定向液體傳輸功能的結構，提供一種新的操控模式，可有效解決流體流動中的多種問題，並且具有廣闊的應用前景。結合現有的工業和醫學應用場景，可以進一步推動這些技術的發展和應用。”楊玲表示。

做“不以發文章為目標”的科研

在西安交通大學碩士畢業後，楊玲進入企業和高校工作了兩年。出於內心對科研的向往，她決定前往香港大學繼續深造，攻讀博士學位。

“碩士階段，我的專業主要以能源動力和傳熱研究為主，主要偏向工程學，而博士階段的研究方向則更偏向於基礎和理論研究，有很大的不同。”楊玲說。

研究方向的轉變並沒有讓楊玲知難而退。“博士階段的流體研究讓我在生活中處處都能發現科研的靈感。比如雨滴落在不同表麵上的行徑、水沸騰時的氣泡形成現象、孩子們吹出的泡泡形狀等。如果帶著好奇心去觀察自然界，會發現很多很有意思的現象。”楊玲分享道。

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進入博士階段的學習後，楊玲深刻感受到了課題組中濃厚的科研熱情和合作精神。“我的導師和同伴們都秉持以質量取勝、追求研究深度的理念，而非單純追逐論文數量的增長。這種純粹的科研態度，也深刻地影響了我。”

第一次在頂刊發表論文，楊玲有著自己的感悟。“將個人興趣融入研究之中，注重每一個細節的打磨與持續改進，同時積極尋求與他人的合作，這些都是我實現科研目標的關鍵策略。這些做法不僅提升了研究的質量，更讓科研過程本身變得充滿樂趣與成就感。”

談到下一步的規劃，楊玲表示，“希望早日成為獨立的科研工作者，甚至能夠指導他人開展科研工作。我希望通過不斷學習和實踐，提升自己的科研能力，為科學進步貢獻自己的力量。”

（圖片均由受訪者提供）

相關論文信息：https://www.science.org/doi/10.1126/science.adk4180