3月29日下午，“新工科下午茶·学科交叉沙龙”第六期活动在北京大学百周年纪念讲堂四季庭院举行。本次沙龙为“工程与材料专场”的首期，由新工科建设办公室主办、学科建设办公室协办，邀请建筑与景观设计学院教授汪芳担任策划和召集人，聚焦“工程与材料学科中的交叉与创新”主题。来自化学与分子工程学院、材料科学与工程学院、环境科学与工程学院、建筑与景观设计学院、集成电路学院、城市与环境学院、考古文博学院、物理学院、医学部、学校相关职能部门及北京师范大学环境学院共20余个单位的40余名师生现场参与研讨。

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活动现场

新工科建设办公室主任韦宇致欢迎辞。他表示，北大的工程与材料学科历史悠久、积淀深厚，材料科学和工程科学都是北大最早进入ESI（基本科学指标）数据库全球前1%的学科。工材学科覆盖面广、内容交叉，相关领域学者分布在北大多个院系中，有必要在学科内部搭建交流平台。“新工科下午茶”沙龙设置“工程与材料专场”是一次有益的尝试，希望师生可以在这里碰撞产生新的科学前沿、科学突破和交叉成果增长点，促成实质性合作，响应国家重大需求和社会发展趋势，为解决工材领域集成攻关重大问题贡献北大力量。

报告分享环节由汪芳主持。通过对过去25年北大在国家自然科学基金委工程与材料科学部获批项目情况进行分析，她发现，项目负责人分布于理、工、文、医等19个院系，同时获批项目几乎覆盖基金委工材学部下所有项目类型和代码。与在基金委数理学部、化学学部、地学部等的成果产出相比，北大在工程与材料科学部的产出还有较大提升空间，亟需加强校级层面的顶层设计、进行系统性建构，抓住学科交叉的发展机遇，独辟蹊径，形成合力，建设具有北大特色的工材学科，这也将给北大青年学者以更多成长空间。

材料科学与工程学院教授侯仰龙以“自旋化学的交叉与创新：新材料·新技术”为主题，介绍了他在自旋化学与半导体、生物医学领域的交叉研究成果。自旋是重大科学与技术的重要根源，诸多当代科技核心前沿均与电子或原子核的自旋密切相关，其研究涉及物理学、化学和生命科学等多个学科。在低维自旋调控材料领域，课题组提出了热力学诱导的竞争生长模型，为二维非层状材料生长提供参考，发展并提升现有半导体技术，创新了二维磁性纳米材料和自旋电子器件。在自旋调控生物应用领域，课题组设计并制备了Fe₅C₂和FeS纳米材料，并将其应用于成像引导的协同治疗，为肿瘤诊疗提供了新思路；同时，开发了新一代纳米酶技术，实现高效的肿瘤治疗及治疗过程的可视化。

化学与分子工程学院教授李彦以“从物质到材料，从化学到工程”为题，重点分享了她以化学气相沉积（CVD）法合成单壁碳纳米管的研究过程和在碳纳米管领域的学科交叉探索。她提出以结构独特的催化剂为结构模板的方法，阐明动力学协同作用的重要性，实现多种不同手性碳纳米管的选择性合成，发展了一系列原位方法研究碳管成核生长的机制。目前，她正在进行碳纳米管成核生长的理论研究，并致力于通过高效分离和有序组装实现碳纳米管芯片材料的应用目标。她特别分享了自己在科研道路上的心得，强调“真研究问题”和“研究真问题”，注重“他山之石，可以攻玉”的学科互鉴，鼓励青年学者要在“山重水复疑无路”科研道路中勇毅前行，静盼“柳暗花明又一村”。

集成电路学院教授张海霞介绍了“先进制造的技术创新与交叉应用”。从机械制造到微纳加工，她分享了自己对科研领域和科学问题的选择，指出交叉无处不在，“哪里都可能是主战场”。她从微纳制造技术起步，通过大批量低成本的微纳加工技术，制备具有特殊功能的微纳材料和结构；以实际问题为导向，在微型能量采集技术领域展开探索，研发了摩擦-压电-电磁-光伏等复合式能量采集器与柔性超级电容器等存储器；探索敏感物理、化学、生理等信号的多功能传感器与高性能微型执行器；聚焦集多参量传感、多维度执行以及长期稳定供能于一体的智能微系统，逐步形成从制造、器件到系统的系列成果。她鼓励学者们通过技术创新与交叉应用造福世界，“让这个世界因为你的创新而变得与众不同”。

汪芳聚焦“宜居·更新”的主题，讨论“人居环境建设中土建学科的交叉创新”。当前，我国新型城镇化已迈入高质量发展阶段，实现城乡空间生态绿色发展与建成环境的宜居性提升，成为了土建学科的发展目标。城乡发展主题在不断演进，宜居、韧性、智慧城市需要多学科技术方法的支撑；数字孪生、环境模拟等技术的应用，促进城市设计、景观设计更加精细化、人性化，这些都要求规划设计、工程技术领域加强学科的自然科学性，迈向信息化、智慧化。目前，北大规划、景观专业已具有与地理、生态、考古交叉研究的基础，如何进一步推进更广泛的交叉研究值得思考。面对共建可持续城乡未来的需求，应将城乡建成环境视为人与自然“生命共同体”，坚持交叉融通、服务社会，开展跨学科、多领域、多层次的探索。

环境科学与工程学院教授温东辉以“仿生·进化：环境治理工程的学科交叉创新”为题进行交流。治理有毒有害难降解的工业废水是一个难点，常规的有机物、氮、磷污染物可降解或回收，但越来越多的高风险新污染物该如何妥善而高效地处理？面对这些问题，她进行了一系列环境工程学科与其他学科的交叉探索：与物理学科交叉，通过膜生物反应器（MBR）处理体系，基本解决了从出水中流失微生物、耐药基因逸散的风险；与材料学科交叉，通过仿生模式设计和表面修饰，以及细菌群体感应淬灭，有效缓解了受复合抗生素胁迫而显著加重的MBR膜污染；与分子生态学交叉，研究MBR中抗生素抗性基因分布规律；与生物信息学交叉，发现群感效应的淬灭能够降低MGEs介导的ARGs水平转移潜力。她指出，现代环境治理工程，必须通过学科交叉才能创新发展。

报告分享环节（从左到右、从上到下依次为：侯仰龙、李彦、张海霞、汪芳、温东辉）

交流讨论环节由张海霞主持。在场的年轻学者交流了科研过程中的困境和困惑，嘉宾们真诚分享了经验和建议：不要局限于自身的学科视野，要始终保持开源开放的心态，广泛了解其他学科领域并持续积累，寻找学科交叉的连接点，才有可能抓住潜在的机遇和创新点。在谈到人工智能对科研和职业发展的潜在影响时，嘉宾们认为，不能置若罔闻、固步自封，必须意识到科研工作者能够“提出有价值的问题”，这是人工智能所不具备的能力，也是科研工作者需要把握的关键。此外，嘉宾们还就具体技术应用场景、个人职业发展、新工科建设路径等话题展开讨论。

活动合影

往期回顾：

跨界融合 技术赋能——“新工科下午茶·学科交叉沙龙”第五期活动举行

生物智能与机器智能——“新工科下午茶·学科交叉沙龙”第四期举行

“新工科下午茶·学科交叉沙龙”第三期活动举行

“新工科下午茶·学科交叉沙龙”第二期活动举行

“新工科下午茶·学科交叉沙龙”首期活动举行