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【校报特稿】天津大学六大学科交叉平台巡礼

2017-05-17 点击数:      

  一流大学要有一流的学科——天津大学六大学科交叉平台巡礼

  让我们一一走进我校目前已经建设的6个学科交叉平台——“分子化学与材料”“集成光电子器件”“大型建设工程安全”“技术创新与创业”“能源互联网”“生态环境”学科交叉平台,带领大家了解这些平台的建设进展、近期动态和未来发展。

  分子化学与材料学科交叉平台

  从植物的光合作用到生命科学的探索,从化学反应的催化到新材料的研发,这些奇妙的自然规律与神秘的科学探索都根植于化学与材料领域的研究范畴,但又不局限于单一学科的理论知识。为揭开大自然的神秘面纱,深层次解析分子化学反应的原理本质,提升基础科学研究水平,强化原始创新能力,学校于2014年组建了分子化学与材料学科交叉平台。

  该平台启动以来,在胡文平教授的带领下,初步搭建起了能够满足光电器件制备及测试、材料及器件表征、分子及器件作用原理理论计算、材料结构表征等需求的资源共享平台,获得了国家“973计划”项目、国家自然科学基金重点项目等众多专项的经费支持,并于2016年获批“印刷TFT材料与器件”国家重点研发计划项目。

  截至2016年底,该平台培养和引进了教育部长江学者特聘教授1名、青年长江1名、国家杰青1名、优青3名、青年千人4名,已经凝聚组建了一支优秀的创新团队,并在Nature Communications、 JACS、AngewandteChemie、Advanced Materials等国际顶级期刊上发表了高水平论文10余篇。同时,依托分子化学与材料学科交叉平台,我校还成功获批了“天津市分子光电科学重点实验室”、“分子科学中心”天津市国际合作优秀基地。

 

 

  集成光电子器件学科交叉平台

  21世纪是一个高度信息化的时代,信息处理对速度的要求促进着现代光电子技术的快速发展。然而,传统的光学系统体积大、稳定性差、调整和光束的准直困难,已经成为制约光电子技术继续发展的瓶颈。基于学科发展需要和社会实际需求,集成光电子学融合了光电子学和微电子学的理论基础,采用集成方法研究光电子学器件和复合光电子学器件已成为当今光电子学领域的发展前沿之一。

  基于我校光学工程、材料科学与工程、电子科学与技术、物理学等学科的基础优势,学校于2014年组建了集成光电子器件学科交叉平台,初步搭建起了能够满足材料生长与制备、纳米加工、表征、测试、封装等研究微纳米器件所必备的实验平台,旨在提升天津大学的综合研究实力和在相关领域的竞争力,力争打造中国华北地区实力最强的集成光电子技术与器件的科学研究、成果转化和人才培养综合基地。

  平台启动以来,在李桂芳教授的带领下,已经凝聚了一支优秀的师资队伍,其中国家千人4名、青年千人2名、天津市千人4名、长江学者特聘和讲座教授2名、“973计划”首席科学家2名、优青2名;在Nature Photonics、Nature Communications、Advanced materials等国际顶级期刊上发表论文13篇;2015年获批国家自然科学基金仪器专项1项、国家自然科学基金重点项目2项,2016年获批国家重点研发计划2项。同时,依托该平台组建的“集成光电子技术与器件天津市重点实验室”已成为天津市该领域的重要科研基地和技术产业研发推广平台。

  目前,该平台逐步探索并形成了一套体系完善的管理委员会与实验室双层次管理的运行机制,深入推动了学科的交叉融合。未来,该平台将聚焦光电集成材料设计与生成、光电集成器件设计与制造、光电集成器件性能测试与表征、光电集成器件封装和特色单元综合集成等研究领域,通过学科间的交叉融合,大力提升原始创新能力,推动集成光电子领域的重大突破。

 

 

  大型建设工程安全学科交叉平台

  近年来,超高层建筑、大型跨海大桥、长距离地下隧道、大型水坝电站、远距离海底油气管道等重大基础设施工程的落成加快推动了我国交通、能源等国民经济重要领域的快速发展。然而,频发的重大工程灾害、事故给社会造成了巨大损失,也让我们清楚地认识到大型建设工程安全已成为我国乃至世界关注的焦点问题。重大基础设施工程安全的影响因素繁多、影响机理复杂,仅通过单一学科的理论分析,难以解决复杂的重大工程问题,同时,实际工况的模拟试验研究对解决实际工程应用问题意义重大。

  基于大型建设工程安全研究需要,结合土木、水利、船舶与海洋、电气、机械工程等学科力量,学校于2014年组建了大型建设工程安全学科交叉平台,旨在围绕水下地震模拟振动台阵试验平台、土工离心机试验平台、深海工程试验平台,建成拥有大型建设工程安全国际领先水平的物理试验平台及具有大型建设工程安全国际先进水平的数值模拟中心。

  近两年来,该平台新增杰青1名、优青1名,引进天津市千人2名、国家青年千人3名,荣获国家科技进步二等奖2项、国家技术发明二等奖1项、高等学校科学研究优秀成果奖科技进步二等奖1项、省部级科技进步一二三等奖各3项。依托该平台,我校2016年获批“长江上中游特大水利枢纽调控与安全运行技术研究”“高性能结构体系抗灾性能与设计理论研究”2项国家重点研发计划。

 

 

  生态环境学科交叉平台

  当今,人类正面临着人口数量和需求的不断增长,导致地球资源和环境遭到了极大破坏。而正是人类赖以生存的水、土、岩、气、生构成了地球关键带,这一动态系统为人类社会提供了生存的空间,调节着自然环境并维持着水土资源的供应,是维系人类生存发展和陆地生态系统的关键区域。面对气候变化和人口急剧增长带来的种种挑战,人类需要依赖于地球科学、生物学、环境科学、水利工程等多学科的交叉,统筹协调解决地表系统性的科学问题,为提升生态系统功能提供完善和系统的决策依据,维护地表环境和生态系统良性运行,从而实现人类社会可持续发展。

  基于学科发展需要和社会实际需求,学校于2015年组建了生态环境学科交叉平台,旨在推进与地球科学相关的环境、生物、水利等学科的交叉融合,推动环渤海区域生态文明建设和环境科技方面的快速发展,为解决国家的重大需求问题作出基础贡献。

  该平台启动以来,在刘丛强院士的带领下,通过聚焦表层地球系统的结构、组成和演化规律,生物地球化学循环与区域和全球环境变化,表层地球系统生态服务功能变化及其机理和调控原理等重点研究方向,初步凝聚了一支院士领衔、结构合理、国际化程度高、竞争力强的教师队伍。2015年,该平台累计申请地学领域科研经费800余万元,获批主持/参与中英重大国际合作研究计划项目——“地球关键带中水和土壤的生态服务功能维持机理研究”及中法重大国际合作研究项目——“水安全和流域管理”,实现了我校在地学领域重点项目从“无”到“有”的零的突破。

  未来,该平台将着力构建集主量/微量物质分析、同位素组成分析、超净实验分析、物理结构与形貌分析、模拟实验研究与分析等功能于一体的表层地球系统科学综合实验研究平台。同时,通过多学科的交叉融合,建立地表各圈层相互作用及其生态环境效应研究领域的多学科综合理论体系,以期理解表层地球系统的形成、演化及控制人类生存环境的过程和生态服务功能变化规律,最终将为区域/全球的可持续发展提供科学决策。

 

 

  能源互联网学科交叉平台

  全球能源生产消费持续增长,化石能源大量开发利用,导致能源发展面临资源紧张、环境污染、气候变化等诸多全球性难题,对人类生存和社会发展构成严重威胁。然而,基于单一能源学科的研究束缚了能源学科的长远发展,也难以从根源上有效解决全球性能源发展问题,亟需多学科交叉融合和相关科研人员的共同协作。

  面对国际经济社会发展新形势和世界能源发展新趋势,习近平总书记在2015年联合国发展峰会上提出探讨构建全球能源互联网的中国倡议,对于推动能源革命,实现经济、社会、环境协调发展具有全局性和战略性意义。基于国家战略需求和学科发展需要,结合电气工程、动力工程及工程热物理、信息与通信工程等优势学科基础,学校于2015年组建了能源互联网学科交叉平台,旨在提升我校在能源领域的综合影响力,力争在智能电网、综合能源系统、电力能源信息技术、能源发展战略等领域产生一批具有国际影响力的重大研究成果。

  该平台启动以来,培养和引进杰青1名、青年千人1名、优青1名,获国家“863计划”项目1项。同时,依托能源互联网学科交叉平台,我校“分布式能源与微网”基地入选科技部2015年度示范型国际科技合作基地,电气工程与自动化虚拟仿真实验教学中心入选2015年国家级虚拟仿真实验教学中心。同时,该平台还探索出一套符合我校能源互联网平台发展的分级管理模式,对平台内部学科间的交叉融合起到了极大推动作用。此外,为保证平台建设的科学性,该平台聘请校内外专家组成技术委员会,对平台建设过程进行了咨询。

  未来,该平台将通过系统整合天津大学卫津路校区的模拟试验区、滨海工业研究院技术中试区和北洋园校区实物应用区,力争打造以能源互联网为核心理念和技术创新的综合展示平台,旨在实现能源互联网核心技术理论研究→实验测试→中试加工→推广应用全流程的覆盖。

 

 

  技术创新与创业学科交叉平台

  改革开放30多年来,我国实现了科技水平的稳步提升,科技创新对经济社会发展的支撑和引领作用日益增强,我国已经跻身科技大国行列。然而,依靠要素成本优势驱动、大量投入资源和消耗环境的经济发展方式已经难以为继,科学确立发展战略,全面增强自主创新能力,掌握新一轮全球科技竞争的战略主动迫在眉睫。

  我校于2014年组建了技术创新与创业学科交叉平台,旨在打造国家级高端智库和科研平台,提升高校服务经济社会发展能力。该平台以重大项目组织为载体,通过专项任务委托、咨询报告约稿、信息追踪分享、专题研讨会等多种形式开展知识产权战略研究和知识产权领域多学科学术交流,推动了跨学科的研究团队开展合作研究,营造了跨学科学术交流的氛围。

  截至2016年底,该平台共上报并刊发了21期《信息速递》,其中14篇获相关领导批示、2篇报送国务院《政务信息》、1篇被中央办公厅《每日汇报》采用、1篇被国家知识产权局官方微博采用。该平台累计获批国家社科基金重大项目4项、教育部哲学社会科学重大课题攻关项目3项,转入国家社科基金重大项目1项,实现了我校人文社科重大项目连续5年持续立项。该平台2014年发表SSCI论文73篇,2015年71篇,ESI社会科学学科贴近度从2011年的近乎零升到2015年的37%。

  2016年,经过多方论证与筹备,我校还启动了“纳米颗粒与纳米系统”“无人驾驶汽车”“全球工程经营”3个学科交叉平台建设。

  在学校的持续重点支持下,各平台将在相关领域实现重大突破。学科交叉平台建设作为学科建设特区,能够促进交叉、创新思维、激发灵感。学校将持续在运行经费、招生计划、人员评聘等方面给予政策倾斜和大力支持。希望广大师生积极参与平台建设,共谋合作发展,为把我校早日建成世界一流大学贡献智慧和力量。

 

 

                                                                              (本文刊登于2017年5月15日《天津大学报》第三版上 编辑 李丹)