中国科学技术大学工程科学学院特任副研究员朱志强、教授司廷和教授徐晓嵘在微纳尺度流动理论和调控方面取得新突破，提出无边界约束的开放式微流动方法，实现从零维到三维材料的先进制造。结合国内外的最新进展，该团队近期撰写了长篇综述，发表于《先进材料》。

先进材料制造需求导向的微流动技术开发。中国科大供图

微流动（也称为微纳尺度流动）是流体力学的一个重要分支，主要研究微纳米尺度流体的力学行为及其与物质相互作用的流动现象和规律。微流动技术以其在微纳尺度上灵活操纵流体的卓越能力而成为先进材料制造领域的自然选择。

然而，传统的微流控芯片和玻璃毛细管等技术采用封闭式通道结构，其流动过程严重依赖于壁面润湿性和介质的物理化学属性，在一定程度上限制了微流动技术的发展和应用。相比之下，开放式微流动技术具有自由的流体边界和敞开的流动空间，能够更灵活地引导、设计和固化流体模板，尤其适用于高粘度、高密度以及多场耦合等复杂条件下的微量流体操纵。通过开发微流动新技术，功能材料制造过程变得更加灵活、稳定和经济。

研究人员介绍，他们提出的新技术克服传统封闭式微通道的局限性，具有生产效率高、材料适用性广、易于集成化和工业化等特点，在微球和微胶囊制备、增材制造、生物医学、能源环境、传感和微型机器人等领域展现出重要的应用前景。

近年来，该研究团队在微流动技术开发与先进材料制造等方面取得系列进展。在微流动基础研究方面，将不稳定性理论与实验观测、数值模拟相结合，建立了力热、力电等耦合条件下多相流体界面不稳定性理论方法，获得了多介质微流动中复合射流与控制参数间的尺度律关系，揭示了流体界面扰动发展的物理规律，阐明了不同作用力对界面不稳定性及界面耦合的作用机制，理论模型成功预测了实际应用中的复合射流、电射流、热射流等流动规律。

在微流动技术开发方面，研究团队已提出了主动激励流动聚焦、旋转流动聚焦、动态界面剪切和可编程气动打印等无边界约束的新方法，自主研制了高产能、智能可控的精细雾化和功能性微胶囊制造设备，成功制备了不同结构和功能的微纳颗粒、胶囊和纤维，为先进材料制造、生命科学研究、生物传感分析等领域提供了强大的工具。

在微流动实际应用方面，克服了宽z数多界面微液滴的可编程3d打印难题，成功实现了药物在多种外部刺激作用下的精准可控释放，获得了“节点+沟槽”形超快集水微纤维的精准制造，突破了基于液滴体积及响应性材料的智能信息加密及存储，显著提升了微型机器人在复杂环境下的运行效率等。（来源：中国科学报 王敏）

相关论文信息：

来源：科学网 2023-12-15

在中国科学技术大学苏州高等研究院，又一个陈景润带领团队用科学计算与人工智能，沿着工业科技和产业链的层次寻求自主安全可控的解决之道——破浪前行 护航“大国制造”

《苏州日报》2023年12月18日 a03版

苏报驻园区首席记者 董捷

陈景润，中国数学界响当当的名号。上世纪，陈景润针对哥德巴赫猜想的一系列研究闻名全球，让世界数学界为之惊叹。

如今，在中国科学技术大学苏州高等研究院，另一个数学家陈景润也在日夜耕耘，为“大国制造”的崛起贡献力量。

堆满计算机的实验室，不断迭代代码的“码农”，可堪媲美小型超算中心的机房……在中国科学技术大学苏州高等研究院科学计算与人工智能实验室中，中国科学技术大学数学科学学院教授、博士生导师，海外高层次人才青年项目入选者陈景润，带领团队用科学计算与人工智能，沿着工业科技和产业链的层次寻求自主安全可控的解决之道。

科技是关键，人才是基础，教育是根本。在三位一体的学科建设中，陈景润团队全力书写中国科学技术大学苏州高等研究院和苏州工业园区校地协同护航“大国制造”的精彩篇章。

科学计算结合人工智能成国内“独一份”

科学计算是20世纪的科学技术进步之一，它利用数学模型和计算机来分析、求解科学和工程问题，凭借先进的计算能力理解和解决复杂问题，是一个快速发展的交叉学科，也是体现国家科技核心竞争力的重要标志。在国内，设置科学计算专业的高校很多，而将科学计算和人工智能进行融合作为学科方向，中国科大苏州高研院还是国内“独一份”。

“科学计算本身属于科学范畴，我们之所以选择将它与人工智能相结合，是因为人工智能作为工具具有极大的便捷性。”陈景润说。简言之，科学计算和人工智能都要做数学建模，都要进行计算，都能做预测和决策，但是人工智能是基于数据进行数学建模，而科学计算是基于机理进行数学建模。陈景润的团队，通过设计一种新型的基于人工智能和科学计算的算法，将二者的优点结合起来，这就带来了效率的大大提升和人力成本的有效下降。

“举个例子，工业上要设计一个三维异形，按照以前的做法，需要先由工程师想一个形状，设计者根据形状画网格得到物理指标。工程师再针对物理指标进行计算、调整形状，在这一过程的不断重复中，最终完成设计。而人工智能介入科学计算后，只要通过对其形状做数学表征，再借助ai生成对抗网络、强化学习等工具，就能把原来需要人工计算无数次的物理指标设计流程全部通过自动化实现。”陈景润说。

顺着人工智能这一线索，在不同的场景完成科学计算任务，陈景润的团队踏上了一条全新的赛道。在苏州，科学计算与人工智能相融合的赛道上，他与一群志同道合者同路而行：目前，实验室已与培风图南半导体、伏泰信息科技有限公司等科技企业结成产学研联盟，在“独一份”的学科研究中实现与产业的互动协同。

两大研究方向剑指产业自主可控

在研究方向上“仰望星空”，在具体应用场景上“脚踏实地”，这是中国科大苏州高研院专业设置的一大特色。陈景润的科学计算与人工智能实验室也不例外。考虑到苏州作为制造强市工业门类齐全的硬实力，陈景润为自己的研究方向找到了具体落点——工业软件和机器视觉。

“工业软件包括系统、应用、中间件、嵌入式等，我们常见的cad、cae，芯片设计的eda等辅助工具，都属于工业软件。”据陈景润介绍，尽管设计领域在整个工业链条中占据重要地位，但由于整体利润率偏低，大部分中小企业自己开发并不经济。国外工业设计领域起步早，以法国达索、德国西门子为代表的巨头已经在这一领域形成了垄断，国内工业设计大多依赖国外软件系统。这就需要头部高校主动担当，打破局面。

以国际巨头为标杆，中国科大苏州高研院科学计算与人工智能实验室以算法迭代弥合差距。“我们很多核心算法在国际上都处在前沿，跟国际巨头的差距主要在应用场景的算法迭代上。”陈景润解释说，以达索和西门子为例，两家企业几十年来积累了海量的工业数据，软件系统随着工业生态的完善不断升级，其内核包含着几十年的净化进程。“相对于国外，我们缺的是‘经验’，因此希望跟苏州的产业开展更密切的合作，在生态构建中实现工业设计软件的独立自主，最终让国产工业设计软件走出去，面对面与国际巨头竞争。”陈景润说。

在另一领域机器视觉，陈景润认为，机器视觉主要是生产流程的自动化提升。随着苏州制造业产业升级进程的推进与人工智能技术水平的提升，工业视觉的应用边界在不断开拓，是一片亟待开发的“蓝海”，研究空间和市场潜力巨大。

聚焦工业设计开发工业软件，聚焦产业升级发力机器视觉，中国科大苏州高研院科学计算与人工智能实验室的建设目标，承载着陈景润的梦想——帮助国家提升工业领域核心竞争力，实现自主可控。

名校名城携手加速迈向世界一流

加盟中国科大苏州高研院2年，“忙”成为陈景润日常的主旋律。除了本职工作搞科研和培养学生，在为学校网罗全球精英、加快成果转化等方面，实验室成了他最好的阵地。

一流的人才才能培养一流的学生，一流的团队才能产出一流的成果。怀揣成为“世界一流”的抱负，中国科大苏州高研院科学计算与人工智能实验室前往全球顶尖高校招引人才，并通过独墅论坛等途径，邀请普林斯顿、哈佛、牛津等高校的博士、博士后前来参加。在一次次交流中，一扇扇了解中国科大苏州高研院的“窗口”被打开，也为苏州高端人才集聚提供助力。

吸引一群优秀的人干一件大事，中国科大苏州高研院全力释放对高端人才的“虹吸”能力。“结合中国科大数学、计算机、数据科学等学科优势及苏州的工业产业优势，我们实验室已经吸引了40多名优秀人才加盟。他们的学科背景多元，分别来自数学、物理和计算机等专业。不同领域的交互，会激发出更多的火花，产生更多的可能。”陈景润说，根植于工业设计和机器视觉两大场景，团队在场景中提炼科学问题，再用科学研究持续优化应用场景，实现了实践—理论—实践的循环。

建设世界一流大学、建设开放创新的世界一流高科技园区，在迈向“世界一流”的征途上，中国科大与苏州工业园区携手前进，正依托苏州高研院持续探索从共同成长到彼此融合的“共荣共生”之路。以陈景润的团队为例，聚焦区域提升创新策源能力的迫切需求，研究人员积极布局国际前沿赛道；围绕人才培养，实验室以目标为导向支持学生参与产业升级项目，实现理论高度和实践深度兼得；瞄准产教融合，一方面通过孵化企业提升产业服务能力，另一方面借助学校的工程中心满足工业企业的个性化需求；针对人才集聚，充分发挥头部高校的优势，为地方汇聚良性、可持续的人才源。

面对未来，陈景润充满信心，“我们将面向国家的战略需求和苏州的产业发展趋势，持续攀登科学高峰，实现研究、教育、产业三者的完美结合。”

文章来源：

【科技日报】打通成果落地“最初一公里”合肥高新区实施源头技术“淘金”计划

图为合肥高新区内企业生产场景。受访者供图 ◎项 磊 本报记者 吴长锋

近日，记者来到位于合肥高新区的合肥中科知奇信息科技有限公司，看到该公司正在研发一款不需接触人体就可以进行心电图实时监测的检测设备。中国科学技术大学数据空间研究中心教授陈彦是该公司创办人，他告诉记者，目前，他的团队正在推进一项新技术的成果转化。这项成果的落地，将有利于对心脑血管疾病进行日常监测和预警。

“这是合肥高新区实施源头技术‘淘金’计划的最新成果。”合肥高新区党工委书记、管委会主任宋道军表示，为积极培育战略性新兴产业和未来产业，形成新质生产力，合肥高新区组织人员走进科研机构，常态化地开展项目发现、挖掘、策划、转化和服务，招引前沿性、颠覆性强的项目，打通科技成果转化落地的“最初一公里”。

赋权试点 让成果走出实验室

今年8月，第十二届中国创新创业大赛安徽赛区总决赛在合肥举办。来自合肥高新区的孵化企业安徽福晴医疗装备有限公司和合肥乘翎微电子有限公司，从全省上千家参赛企业中脱颖而出，分别荣获成长企业组和初创企业组第一名。据了解，这两家企业均由中国科学技术大学的教授领衔创办。

2022年1月，中国科学技术大学微电子学院教授程林带领团队创办了合肥乘翎微电子有限公司。“我们企业的产品可应用于高性能计算、汽车电子、新能源设备、航空航天等领域。”程林说，作为基础科研的重镇，中国科学技术大学的实验室里诞生了许多一流的科技成果。伴随着合肥高新区源头技术“淘金”计划的推进，越来越多创新成果从实验室走向市场。

无独有偶，2022年8月，中国科学技术大学化学与材料科学学院教授陈昶乐成立合肥中科科乐新材料有限责任公司。该公司拥有与国外不同的聚烯烃弹性体技术。此技术在光伏产业得到广泛应用，获得多家机构投资。公司目前估值已达数亿元。2023年4月，由中国科学技术大学国家同步辐射实验室李良彬教授成立的合肥中科优材科技有限公司，则成为大科学装置“沿途下蛋”的典范。该公司研发生产的高端pet光学膜，推动了合肥新型显示产业做大做强。

“合肥高新区联合中国科学技术大学共同推进‘中国科学技术大学赋予科研人员职务科技成果所有权或长期使用权试点工作’。截至目前，中国科学技术大学赋权试点项目已公示转化35项，落地高新区30项，落地占比达85%。一批具有关键核心技术的赋权企业快速发展，潜力巨大。”宋道军说。

提供资源 搭建企业发展舞台

“合肥高新区为我们创业提供了诸多优惠政策和优质资源，给了我们一个发挥才智、实现理想的舞台。”中国科学技术大学校友郭大纲说。

今年10月，郭大纲联合多位专家成立了安徽瀚新智护科技有限公司，主要从事胸痛高危早筛及智能分诊产品的研发。

早在今年6月，在了解到该团队及其项目的有关信息后，合肥高新区便主动对接，积极服务，先后为该团队项目对接了安徽省信投、科大硅谷等平台公司和合肥科技农村商业银行等金融投资机构，帮助他们解决了资金问题。同时，合肥高新区还协调解决了办公场地问题，最终让该团队项目在合肥高新区签约落地。

2021年12月，中国科学技术大学教授曹平发起设立了合肥中科采象科技有限公司。“我们与中国海洋石油集团有限公司协作，在海洋油气勘探采集装备方面取得多项突破性成果并全面进入产业化，保障了油气勘探高水平科技自立自强和产业链、供应链安全。”曹平说。

曹平告诉记者，合肥高新区给了他们许多帮助。“公司刚成立时，急需一笔启动资金和研发办公的场地。合肥高新区很快协调了中安创谷2000多平方米的场地，同时为我们对接合肥高投、合肥市种子基金等机构，帮助我们获得了800万元的股权投资，解决了企业成立之初面临的资金和场地等问题。”曹平表示，经过发展，企业人员规模已达100多人。

宋道军告诉记者，合肥高新区源头技术“淘金”计划并不限于安徽当地，而是面向国内所有高校院所和科研机构。“目前，我们已经与上海交通大学、电子科技大学、复旦大学等建立了生物医药、人工智能等产业领域的新型研发机构。同时，还与清华大学、武汉大学、中国科学院力学研究所等省外高校院所对接科技成果100余个，落地30个。”宋道军说。

做好服务 提高要素保障水平

淘到“金子”，还要让“金子”闪光。在采访中记者了解到，对已摸排的科技成果项目，合肥高新区采用一对一跟踪服务，一周之内必须走访到位、面对面掌握项目情况、了解项目需求，对项目实施初评价，并争取一个月内完成项目注册、两个月完成项目签约落地。

今年4月，合肥工业大学教授项宏发打算在合肥高新区成立一家新能源科技公司进行新能源方面的科技成果转化。在了解到他们的项目诉求后，合肥高新区指定专人进行要素保障，做好跟踪服务。5月10日，项宏发的公司正式完成注册，6月15日完成签约落地。目前，该公司已获得同创伟业、合肥高投等多家机构的投资。

“我们从引导意向团队注册公司、考察用房、洽谈协议、参加路演、对接投资等环节入手，持续跟踪服务，不断提升项目团队满意度和获得感。”宋道军说。

从协助解决办公和生产场地、完成公司注册、提供融资辅导服务，到协助制作专业融资商业计划书、开展路演活动、助推企业解决融资问题、给予落地创业启动资金支持……合肥高新区不遗余力，为入驻的团队项目提供全要素保障。而团队项目落地后，合肥高新区还会持续做好人员落户、子女上学、医疗服务、职称待遇等服务，并强化政策履约兑现，奋力打造出合肥高新区良好的营商环境。

今年以来，合肥高新区已联系全国高等院校、科研院所30余家，对接科技成果300余项，新增落地高层次人才团队项目90个，科技成果转化新成立企业数占合肥市总量的三分之一以上。

《科技日报》 2023年12月14日

中国科学技术大学工程科学学院特任副研究员朱志强、教授司廷和教授徐晓嵘在微纳尺度流动理论和调控方面取得新突破，提出无边界约束的开放式微流动方法，实现从零维到三维材料的先进制造。结合国内外的最新进展，该团队近期撰写了长篇综述，发表于《先进材料》。

先进材料制造需求导向的微流动技术开发。中国科大供图

微流动（也称为微纳尺度流动）是流体力学的一个重要分支，主要研究微纳米尺度流体的力学行为及其与物质相互作用的流动现象和规律。微流动技术以其在微纳尺度上灵活操纵流体的卓越能力而成为先进材料制造领域的自然选择。

然而，传统的微流控芯片和玻璃毛细管等技术采用封闭式通道结构，其流动过程严重依赖于壁面润湿性和介质的物理化学属性，在一定程度上限制了微流动技术的发展和应用。相比之下，开放式微流动技术具有自由的流体边界和敞开的流动空间，能够更灵活地引导、设计和固化流体模板，尤其适用于高粘度、高密度以及多场耦合等复杂条件下的微量流体操纵。通过开发微流动新技术，功能材料制造过程变得更加灵活、稳定和经济。

研究人员介绍，他们提出的新技术克服传统封闭式微通道的局限性，具有生产效率高、材料适用性广、易于集成化和工业化等特点，在微球和微胶囊制备、增材制造、生物医学、能源环境、传感和微型机器人等领域展现出重要的应用前景。

近年来，该研究团队在微流动技术开发与先进材料制造等方面取得系列进展。在微流动基础研究方面，将不稳定性理论与实验观测、数值模拟相结合，建立了力热、力电等耦合条件下多相流体界面不稳定性理论方法，获得了多介质微流动中复合射流与控制参数间的尺度律关系，揭示了流体界面扰动发展的物理规律，阐明了不同作用力对界面不稳定性及界面耦合的作用机制，理论模型成功预测了实际应用中的复合射流、电射流、热射流等流动规律。

在微流动技术开发方面，研究团队已提出了主动激励流动聚焦、旋转流动聚焦、动态界面剪切和可编程气动打印等无边界约束的新方法，自主研制了高产能、智能可控的精细雾化和功能性微胶囊制造设备，成功制备了不同结构和功能的微纳颗粒、胶囊和纤维，为先进材料制造、生命科学研究、生物传感分析等领域提供了强大的工具。

在微流动实际应用方面，克服了宽z数多界面微液滴的可编程3d打印难题，成功实现了药物在多种外部刺激作用下的精准可控释放，获得了“节点+沟槽”形超快集水微纤维的精准制造，突破了基于液滴体积及响应性材料的智能信息加密及存储，显著提升了微型机器人在复杂环境下的运行效率等。（来源：中国科学报 王敏）

相关论文信息：

来源：科学网 2023-12-15

中国科学技术大学地球和空间科学学院教授吴忠庆课题组揭示地球早期的基底岩浆洋演化会出现水诱导的地幔反转，太古宙大陆是基底岩浆洋演化的一个产物，其中水扮演了极其关键的角色。该工作是大陆起源和早期地球如何运作方面的突破性进展。研究成果日前发表在地球科学领域国际权威学术期刊《地球物理研究快报》上。

水诱导的地幔反转示意图。中国科大供图

跟生命和板块运动一样，大陆也是地球所特有的。研究最早的大陆如何形成的，是理解太阳系类地行星相关科学问题的关键一环。

现有的解释大陆起源的主流模型有两个，分别是岛弧模型和地幔柱的洋底高原模型。俯冲板块上方的岛弧是当今新的大陆形成的地方，板块俯冲也是目前已知的可以将地表水带到地球深部，并形成含水岩浆的过程，岛弧模型认为太古宙的大陆也是由于板块俯冲引起的。岛弧模型可以很好的回答太古宙陆壳源区富水这个特征。但该模型很难解释太古宙大陆的多个其他特征，如：科马提岩形成于高温的环境，几乎只在太古宙大陆广泛出现的科马提岩跟俯冲带低温环境不一致；不同于俯冲引起的线性构造的造山带，太古宙克拉通主要是穹隆结构；太古宙岩石的经历等压变温的变质过程以及缺乏高压超高压篮片岩等也都跟俯冲带特征不符。地幔柱的洋底高原模型可以很好地解释上述特征，但该模型在回答太古宙陆壳源区富水这一关键特征上遇到了困难，因为根据现今的观察，洋底高原底部是贫水的。另外，陆壳年龄分布特征也暗示太古宙末期出现了地幔反转，但反转的机制并不清楚。

此次工作中，吴忠庆等人提出在形成月球的大撞击后，整个地幔熔化形成了岩浆洋，岩浆洋在中地幔深度结晶，形成外面和基底两个岩浆洋。由于下地幔矿物含水能力低，随着岩浆的结晶，基底岩浆洋将越来越富水，水降低了基底岩浆洋的密度，当水富集到一定程度后，岩浆洋的密度不再比上覆地幔高，基底岩浆洋会出现重力失稳而形成地幔反转，该反转将水带到地球浅部，促进大陆和克拉通地幔岩石圈等的形成。当地幔反转耗尽基底岩浆洋后，太古宙型的大陆不再产生，太古宙末期对应着大陆形成机制的转变期，水诱导的地幔反转可以自然地解释为什么太古宙前后的大陆有完全不同的特性。

形成水诱导地幔反转的两个前提是基底岩浆洋的形成和基底岩浆洋含水，而产生了月球的大撞击是形成基底岩浆洋的关键角色，所以月球诞生的意义远比人们之前想象得重要。

以上是网络信息转载，信息真实性自行斟酌。