摘要：光子晶体的结构周期性保证了晶体的有效能带结构，这是拓扑和摩尔物理的基石。然而，大多数流体的剪切模量接近于零，使得流体难以维持类似于光子晶体的空间周期性。

光子晶体的结构周期性保证了晶体的有效能带结构，这是拓扑和摩尔物理的基石。然而，大多数流体的剪切模量接近于零，使得流体难以维持类似于光子晶体的空间周期性。

2024年12月19日，新加坡国立大学仇成伟教授在国际顶级期刊Science发表题为《Hydrodynamic moiré superlattice》的研究论文，许国强博士、周雪副教授为论文共同第一作者，仇成伟教授为论文通讯作者。

仇成伟，新加坡国立大学院长讲席教授，东盟工程与技术科学学院院士，美国电磁科学院院士。2003年本科毕业于中国科学技术大学，2007年获得新加坡国立大学博士学位。随后在麻省理工学院从事博士后研究；2009年加入新加坡国立大学，2010年晋升为教授，2018年晋升为院长讲席教授。

仇成伟教授的研究领域为：1. 束流物理、牵引光束、以及束流与粒子之间的作用力；2. 硅纳米光子学、光力学、硅中的Fano共振；3. 石墨烯超材料/电子学，超材料天线和波导、手性及双折射材料；4. 光与物质的相互作用、等离子体共振和物质的光散射；5. 二维材料中的光学。 他在Nature、Science、Light: Science & Applications、eLight等顶级期刊发表了460多篇经同行评议的期刊论文，并于2019-2022连续4年被Web of Science评为高被引研究人员。

周雪，重庆工商大学副教授。2011年本科毕业于河南大学，2014年获郑州大学硕士学位，2019年在哈尔滨工业大学获博士学位，其主要研究领域包括人工智能热超材料、光谱检测及信号处理等。在Nature Physics、Phys. Rev. Lett.、Proc. Natl. Acad. Sci.、Composite Structures、Int. J. Heat Mass Trans.、Energy Conver. Manage等国际权威期刊上发表论文10余篇。 作者在流体超材料中实现了周期性涡流，并通过堆叠和扭转两种此类涡旋流体，创建了双层摩尔超晶格。

当扭转角度分别导致流体摩尔超晶格中的毕达哥拉斯角和非毕达哥拉斯角时，作者观察到能量的去局域化和局域化。即使在具有大晶格常数且满足毕达哥拉斯角的可公度摩尔流体中，也发现了异常局域化。

该研究报道了流体中的摩尔现象，并开启了一个新起点，即通过流体摩尔超晶格中涡旋的精细动力学来控制能量传递、质量传输和粒子导航。 图1：流体动力学涡旋中的摩尔超晶格 图2：由两个堆叠的流体动力学场构建的摩尔超晶格 图3：摩尔超晶格的可视化 图4：物理量传输特性的过渡性质

综上，在这篇论文中，作者研究了在流体超材料中实现的周期性涡旋流体，通过堆叠和扭转两层流体形成了一种双层摩尔超晶格，并观察到了能量的局域化和去局域化现象。

结果表明，通过精确调控流体中的涡旋动力学，可以在流体摩尔超晶格中控制能量传输、质量传输和粒子导航，为探索和利用流体中的电子和波动现象提供了新的途径。

该研究开辟了流体中摩尔现象的新领域，展示了通过流体动力学超晶格控制能量和物质传输的可能性，这对于流体力学、热管理、质量传输以及相关领域的应用具有重要意义。未来有望应用在包括微流控系统的设计、流体混合和反应过程的优化，以及在生物医学和化学工程等领域中。

Guoqiang Xu†, Xue Zhou†, Weijin Chen, Guangwei Hu, Zhiyuan Yan, Zhipeng Li, Shuihua Yang, Cheng-Wei Qiu*, Hydrodynamic moiré superlattice, Science,

来源：MS杨站长