水伏科学与技术

  水伏效应是通过水与材料相互作用，把水蕴含的机械能（雨滴、河流、波浪）和环境热能直接转化为电能的物理效应。水是生命之源，电是现代技术之本。取代一次能源，实现碳中和，是我国未来30~40年实现可持续发展的目标。地球上最丰富的能源是存在于我们周围和大气层内的热能，来自太阳，通过水蒸发、凝结、降雨、河流、湖泊驱动地球的水循环、维持着地球的淡水资源。水伏效应背后涉及从微观到宏观多个层次的界面物理和力学过程，包括新型绿色能源、表界面物理、水相关生态、生物物理、复杂系统科学、跨尺度理论与计算、水伏效应材料设计制备等方面。水伏材料在生电同时，还能促进蒸发降温、产生净水的过程，是一种能够同时缓解电能需求、地球变暖挑战和可饮用水缺乏等人类重大问题的全新途径。

航空航天数字科学与智能技术

“三航”特色是学校传统优势和发展主线，随着新技术、新应用层出不穷，“三航”领域发生着巨大变化，尤其在大国竞争背景下我国对航空航天未来装备的研发存在急迫而强烈的需求，不仅在已有的主流技术方向上要缩小差距、力争上游，而且需高度重视新兴交叉研究、抓住发展机遇。

面对需求日益复杂、交付期限愈加紧张、任务不断加重的航空航天产品的严峻形势，航空航天与国防产业必须进行数据化转型才能实现根本性创新，采用以数据化为支撑的真正创新成果，在成本更低、标准更高、性能更好、产能更大的严峻环境中保持竞争力。我国已经逐渐重视航空航天数字化工程并投入了大量研发经费，然而目前我国航空航天行业所用数字化设计工具仍严重依赖于西方国家。在下一代航空航天装备的国际竞争中，提前谋篇布局，发展先进的设计理论和数字化/智能化设计工具，是实现弯道超车、避免继续受制于人的一条可行之路。

前沿院将面向未来航空航天飞行器与动力领域的发展趋势，发掘和梳理若干学科交叉的关键研究问题，实行目标导向、发挥学校已有学科优势、结合国家加大航空航天装备创新的布局（如JKW创新局、两机专项、国家自然基金交叉科学部等），注重数字飞机、数字发动机、新型无人飞行器、深空探测航天器智能技术等方面研究。前沿院将瞄准航空航天数据化与智能化技术中的卡脖子、颠覆性、前瞻性研究方向，在航空航天CGRO平台、航空航天数字孪生平台、深空探测智能技术平台等三大平台上开展研究工作。建设一支围绕新概念航空航天飞行器和动力系统技术、航空航天科学问题的新方法新理论等前沿交叉方向开展研究的科研队伍，助力我校航空航天科技人才队伍的高质量发展。

先进材料科学与器件技术

材料的研究对国家重大战略、国民经济发展以及科学前沿研究起着重大支撑作用。从石器、青铜、铁器到钢铁时代，人类文明社会的发展历程伴随着先进材料发展的历史。20世纪以聚乙烯、聚四氟乙烯、合成橡胶等为代表的高分子材料，以及各类高性能金属、陶瓷材料、复合材料的涌现，助力航空航天技术和民生经济的飞速发展。特别是晶体管的出现，让半导体材料大放异彩，摩尔定律的延续引领着半导体产业爆发式发展，开创了整个信息时代。进入21世纪，材料学科深入发展并横向延伸拓展，与物理学、化学、医学、数学等学科出现了深度交叉融合，开拓了软物质、纳米材料、仿生材料等全新研究方向。先进材料科学及器件技术正朝着智能时代方向发展，材料的研究既是引领国际前沿科学研究的基础（顶天），又是解决“卡脖子”技术的关键（立地）。

随着材料向功能化、智能化发展以及先进材料与器件的融合，材料学科开始与化学工程与技术、物理学、机械工程、力学等多学科交叉渗透并延伸拓展。目前我校材料科学与技术学院设有材料科学与工程、应用化学、核工程类三大学科方向，在电化学储能、核能技术、金属处理领域开展了丰富的研究。然而先进材料科学与器件研究有别于我校材料学院当前发展方向，具有高度的前沿和交叉属性，特别是对物理学、力学和机械制造前沿的融合。

前沿院将面向前沿材料科学问题和国防需求，发展对高效环境响应、驱动、适应能力的先进材料与器件，解决水伏能源、智能传感、先进制造等前沿领域面临的材料问题。发展面向先进材料与器件的制备、性能表征和测控技术，构筑纳智能器件的新原理、新方法，探索先进材料由基础研究向工程技术的跨越途径。初期拟建设智能材料可控制备及定性定量处理平台、材料表征、器件性能测试和服务评价平台、微纳复合结构制造平台等三大平台，引培面向未来先进材料及智能化器件领域的创新型人才，建设富有创新特色的高水平前沿交叉学科研究基地。