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在nature发表论文的浙大教授

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在nature发表论文的浙大教授

谁能无压力 探索 两万里海底还能自在遨游? 答案是浙大的机器鱼!它成功潜入海底 10900 米,受住了海底高压 —— 这高压对于它就像人的指尖站了一头大象。 它小到不可思议 —— 身长 22 厘米,展翅 28 厘米! 如今在浅海畅游两万里轻而易举,但在两万里的深海畅游两万里比登天还难。马里亚纳海沟是迄今为止已经探明的整个地球的最深处,最深点超过 1 万 1 千米。 一万米海底的压力有多大? 浙江大学航空航天学院交叉力学中心教授李铁风表示:“在 10900 米的海底,静水压高约 110 兆帕,相当于 1100 个大气压。用一个不太恰当的比方,相当于一吨重的小 汽车 全压在指尖上。” 为了让人造机器执行水下探测与考察任务的潜水器能够深入海底,以往的设计策略一直是 “硬碰硬”—— 选用高强度的耐压金属外壳(如钛合金)或压力补偿系统作 “金盔铁甲”,来克服深海的极高静水压。 3 月 4 日,Nature 封面论文中的成果彻底颠覆了传统 —— 研究团队将整体研发策略与思路转换为 “以柔克刚”,即从深海生物身上汲取灵感,率先提出机电系统软 - 硬共融的压力适应原理,成功研制了无需耐压外壳的仿生软体智能机器人,首次实现了在万米深海自带能源软体人工肌肉驱控和软体机器人深海自主游动。 这种环境自适应的仿生软体机器人和智能系统,将为深海 探索 科考、环境监测与资源勘探提供解决方案,为复杂环境与任务下机器人及智能系统设计提供新思路。 这就是由85后教授李铁风团队联合之江实验室与合作单位开展的跨学科交叉研究,该论文标题为《马里亚纳海沟中的自动软体机器人》(Self-powered soft robot in the Mariana Trench),论文共同第一作者为之江实验室研究人员李国瑞,浙江大学博士研究生陈祥平、周方浩;通讯作者为李铁风。 在马里亚纳海沟 6000 米到 11000 米之间的深度区域,仍有数百种物种生存,狮子鱼就是其中的一种。 项目合作方中科院深海研究所在马里亚纳海沟捕获了深海狮子鱼样本,经过结构分析,他们发现这种鱼之所以能在高压力环境下自由生存与活动的关键,就在于其骨骼呈细碎状分布在凝胶状柔软的身体中。 李铁风告诉 DeepTech:“我们发现深海狮子鱼身上硬质的骨头是分散在它软凝胶状的身体当中,便猜想正是这一结构特征,帮助它抵御深海静水高压以及实现柔软灵活的海底遨游。因此有了‘机电系统软 - 硬共融的压力适应’原理或者说系统,这是我们第一个比较重要的创新。” 受此启发,该团队研制出仿生软体智能机器鱼,长 22cm,翼展宽度 28cm,并且巧妙地利用围绕在人工肌肉外的海水作为离子导电负极,由机器鱼自带能源在人工肌肉内外侧厚度方向产生电势差,让高分子薄膜发生舒张与收缩形变,这样一来 “翅膀” 就能上下拍动,推动机器鱼水中前行。 通过设计调节器件和软体的材料与结构,将控制电路、电池等硬质器件融入集成在凝胶状的软体机身中,来优化在高压环境下机器人体内的应力状态,从而使整个系统无需外壳保护即可适应高静水压力。 对 “机电系统软 - 硬共融的压力适应” 原理,李铁风向 DeepTech 做了更为详细的说明:“所谓‘机电系统软 - 硬共融的压力适应’原理,其实不难理解,我们仿照深海狮子鱼身体结构原理,把电池、电子器件电池这一类又硬又脆的电子元器件分散后,融在软凝胶状的合成材料里边。软凝胶材料和分散的结构设计,可以帮助调整这些小器件上受到的力(在力学上这种力被称为应力),将器件跟软凝胶材料的融合在一起,可以提高机器人对深海静水高压承受力。” 然而,对于在深海执行探测等复杂任务的人造机器而言,拥有能够承受住深海极高的静水压的结构仅是研发征途中成功迈出的第一步,还需要克服高分子材料在高压和低温时电驱动能力衰减的问题。 针对低温时电驱动能力衰减的问题,该团队与浙江大学化学工程与生物工程学院罗英武教授课题组合作研制了能适应深海低温、高压等极端环境的电驱动人工肌肉,这款电驱动人工肌肉也是团队研究工作的另一个重要突破,它在高压低温环境下依然能保持良好电驱动性能,即便是在马里亚纳海沟的低温(0~4 )、高压环境(110 MPa)下依旧能正常工作。 李铁风向 DeepTech 讲解了 “人工肌肉” 的驱动原理和优势,他说:“我们用海水来做人工肌肉的电极有一个非常大的好处,因为机器鱼周围都是海水,大家都知道海水具有有弱导电性,这个特点正好跟我们原本对‘人工肌肉’的设计原理。” 他补充称:“想要实现‘人工肌肉’驱动,需要两端的电极,一个正电极一个负电极。有弱导电性的海水正好可以做‘人工肌肉’的负电极,我们只需要在‘人工肌肉’内安装正电极材料即可。‘人工肌肉’对电子的非常苛刻 —— 电子必须十分柔软,不能影响这个‘肌肉’本身。有了海水做负电极,我们只需在‘人工肌肉’内加一块正电极即可。而且海水的柔软性、贴合性都非常好。这样既保证了‘人工肌肉’能够工作,同时保证了电极器件的柔软性。” 2019 年 12 月,仿生软体机器鱼首次成功在马里亚纳海沟坐底,机器鱼随深海着陆器下潜到约 10900 米的海底后,在 2500 毫安锂电池的驱动下,按照预定指令拍动翅膀,扑翼运动长达 45 分钟,成功实现了电驱动软体机器鱼的深海驱动。 李铁风表示:“这项发明能够大幅降低海洋 探索 的成本,同时也可以使常用的海洋 探索 装备更加智能化。依照‘机电系统软 - 硬共融的压力适应’原理,一些高性能的智能化的芯片、器件,在不需要坚硬外壳的保护下都能下到深海里。换句话说,这一技术提升了深海探测器或者作业装备的智能化水平。” 本次成果还能给智能系统设计提供新思路。李铁风举例称:“把机器鱼的研究思路和原理,应用到其他软机器人,甚至医疗康复中的人体器件以及生物医学方面。在康复医疗方面,比如说人体穿戴设备,它的材料和电子器件太硬,在人类活动或受到外界冲击时,设备容易损坏或失灵。这时就可以用贴合性比较好的人工肌肉原材料来作为设备原材料,把硬的器件放在凝胶状的材料中,通过这种融合的办法,让穿戴设备有更好的适应性。” 此外,他还补充称:“在生物或医学方面的应用,就是把较硬的电子元器件(比如芯片),或者金属、陶瓷的这种材料,哪怕我们把它们做的很小,它们生物亲和性还是比较差的。如果我们把这些器件溶在一个软胶质地的材料中,可极大地提升设备的亲和性,更好地实现器材跟人体的交互作用。这是我们对机器鱼制作原理未来的应用场景设想,这也是我们正在努力研发的方向。” 回顾这项交叉学科研究,李铁风感慨称:“机器鱼研发就一个非常典型的多学科交叉的代表,除了上面列出来的研发团队,我们团队还有研究鱼类的专家的参与。正是通过这次合作,我更深刻地认识到跨学科的交叉研究的重要性,它就好像科研创新的加速器,不同领域研究员在概念、原理和思想上的碰撞,科研激发学科交叉地前瞻性研究。” 概括来讲,仿生软体智能机器鱼由深海生物启发,把 “生命之秘” 化作 “机器之力”,研发能自适应复杂环境的智能机器,则既可助力深海 探索 ,又能发展新型机器人与智能装备。这种环境自适应的仿生软体机器人和智能系统,将为深海 探索 科考、环境监测与资源勘探提供解决方案,为复杂环境与任务下机器人及智能系统设计提供新思路。

赵永志,1977年6月生,山东聊城人,博士,副教授,硕士生导师。1)2005于西安交通大学动力工程及工程热物理专业获得博士学位,后在清华大学化工系做博士后研究,2007年调至浙江大学化工系化工机械研究所做教学、科研工作,多年来主要在氢能高压储存及安全、化工过程装备、计算颗力学等方面开展研究。目前正在承担1项国家863计划课题(高压储氢、输氢、加氢安全保障技术装备与应用示范,2012AA051504)及1国家自然科学基金青年基金项目(高压氢充放过程中的热物理学机制与热转换规律研究,51206145),作为负责人完成1项浙江省自然科学基金(热量自平衡型金属氢化物储放氢工艺基础理论研究,Y1100636)、1项博士后科学基金(复杂气固体系流动及传热的离散颗粒动力学模拟,2005038061)、以及多项横向技术开发课题,作为主要完成人之一参与多项国家863计划、973计划课题,包括国家863计划目标导向课题1项(加氢站关键技术及加氢系统,2007AA05Z152)、国家973计划课题(高密度车载储氢新体系及其安全性预测理论研究,2007CB209706)等。针对高压储氢、氢安全、化工过程装备、及计算颗粒力学等等方面开展深入研究,研究成果得到了国内外同行的肯定,在《International Journal of Hydrogen Energy》、《Journal of Loss Prevention in the Process Industries》、《AIChE Journal》、《Powder Technology》、《物理学报》、《Chemical Engineering Science》、《Particuology》、《化工学报》等国内外著名学术期刊上发表论文92篇,其中58篇被SCI、EI收录(SCI收录30篇,EI收录28篇),发明专利3项,参与出版教材1部。2010年获教育部科技进步一等奖(第四完成人)1项。2)受教育经历1994年~1998年,西安交通大学,化工机械与设备系,学士;1998年~2001年,西安交通大学,化工过程机械专业,硕士;2001年~2005年,西安交通大学,动力工程及工程热物理专业,博士。3)研究工作经历2005年~2007年,清华大学,化学工程系,博士后;2007年至今,浙江大学,化工系化工机械研究所,副教授。4)主要科研成果①获省部级一等奖1项:70MPa高压气态储氢系统关键技术及应用,教育部科技进步一等奖,2010年,获奖人员:郑津洋,王新华,刘鹏飞,赵永志,叶晓茹,姜将,魏春华,张立芳,徐平,杨健,陈立新,吴庆锋,刘延雷,刘贤信,别海燕,叶建军。②发表论文92篇,其中58篇被SCI、EI收录(SCI收录30篇,EI收录28篇),近三年主要代表性论文如下(*为通讯作者):[1] Yongzhi Zhao, Gesi Liu, Yanlei Liu, Jinyang Zheng*, Youchuan Chen, Lei Zhao, Jinxing Guo, Yuntang He. Numerical study on fast filling of 70 MPa type III cylinder for hydrogen vehicle, International Journal of Hydrogen Energy, 2012, 37: 17517-17522.[2] Yongzhi Zhao, Yi Cheng*, Changning Wu, Yulong Ding, Yong Jin. Eulerian–Lagrangian simulation of distinct clustering phenomena and RTDs in riser and downer, Particuology, 2010, 8: 44-50.[3] Yongzhi Zhao*, Maoqiang Jiang, Yanlei Liu, Jinyang Zheng. Particle-scale simulation of the flow and heat transfer behaviors in fluidized bed with immersed tube, AIChE Journal, 2009, 55(12): 3109-3124.[4] Maoqiang Jiang, Yongzhi Zhao*, Gesi Liu, Jinyang Zheng. Enhancing mixing of particles by baffles in a rotating drum mixer, Particuology, 2011, 9: 270-278.[5] Youchuan Chen, Yongzhi Zhao*, Hongli Gao, Jinyang Zheng. Liquid bridge force between either two unequal-sized spheres or a sphere and a plane, Particuology, 2011, 9: 374-380.[6] Gesi Liu, Yongzhi Zhao*, Yanlei Liu, Jinyang Zheng, Shuiping Sheng, Shuxin Han. Numerical and experimental study of the explosions caused by residual pressure in quick actuating vessels, Journal of Loss Prevention in the Process Industries, 2011, 24: 156-165.[7] Yongzhi Zhao, Yulong Ding, Changning Wu, Yi Cheng*. Numerical simulation of hydrodynamics in downers using a CFD-DEM coupled approach, Powder Technology, 2010, 199: 2-12.[8] Yan-Lei Liu, Yong-Zhi Zhao, Lei Zhao, Xiang Li, Hong-gang Chen, Li-Fang Zhang, Hui Zhao, Run-Hua Sheng, Tian Xie, Dong-Hao Hu, Jin-Yang Zheng*. Experimental studies on temperature rise within a hydrogen cylinder during refueling,International Journal of Hydrogen Energy, 2010, 35: 2627-2632.[9] Jinyang Zheng, Haiyan Bie, Ping Xu*, Pengfei Liu, Yongzhi Zhao, Honggang Chen, Xianxin Liu, Lei Zhao. Numerical simulation of high-pressure hydrogen jet flames during bonfire test, International Journal of Hydrogen Energy, 2012, 37: 783-790.[10] Zequn Cui, Yongzhi Zhao*, Youchuan Chen, Xiao Liu, Zhengli Hua, Chilou Zhou, Jinyang Zheng. Transition of Axial Segregation Patterns in a Long Rotating Drum, Particuology, 2013, in press.

浙大nature发表论文

比陆地更辽阔的是海洋,海水覆盖了地球约 71% 的表面积。不过,海洋学者认为人类只 探索 了其中的 5% 而已。 人们经常对较浅的海洋进行勘探,但由于极端的静水压力,深海区域基本仍是一片神秘领域。

目前,设计精良的水下机器人在深海任务中具有出色的机动性和功能性,勘探深度能达到 3000-11000 米,比如我国自主研发的 “蛟龙号”“奋斗者号” 等载人潜水器,在深海探矿、海底高精度地形测量、可疑物探测与捕获、深海环境与生物考察等任务中都扮演着关键角色。

但是,这些深海潜水器通常需要特制的压力容器或压力补偿系统来保护内部机电系统,考虑到海底极端条件下结构破坏的风险,深海勘探仍然具有危险性和挑战性。 然而,大自然是神奇的,没有耐重压系统的深海生物却可以在极深的海域繁衍生息,灵活游走。

受深海生物特性的启发,来自浙江大学、之江实验室的科研团队及其合作者开发了一种能用于深海探测的无线自供能软体机器人 ,他们通过在马里亚纳海沟最深 10900 米处和南海最深 3224 米处进行实际测试,验证了这种机器人具有极好的耐压和游泳性能。

相关研究论文以 “ Self-powered soft robot in the Mariana Trench ”(马里亚纳海沟里的自供能软体机器人)为题,于 3 月 4 日发表在《自然》( Nature )杂志上。

论文里介绍的这种深海机器人,是一种典型的仿生装备与系统。 目前,生活在中等海洋深度(约 1000 米)的软体生物,如章鱼和水母等已被广泛研究,它们的适应能力启发了很多水下软体机器人的设计,为深海探险提供了很多有前途的方法。

这类软体机器人的性能很大程度上取决于软启动器,包括介电弹性体(dielectric elastomers,DEs)、水凝胶和射流装置等,近年来的许多研究表明,具有扑翼、波动、喷射等推进方式的柔性机器人具有良好的游泳性能。

尽管如此,这类机器人的动力和控制电子系统仍然需要笨重而坚硬的容器来抵御深海极端压力,一种没有刚性容器、能在极端深海游泳的、有压力弹性的软机器人还没有被开发出来。

浙江大学李铁风、李国瑞及其合作者设计开发的这款软体机器人,灵感则是来自钝口拟狮子鱼( Pseudoliparis swirei ) 。早在 2014 年,科学家就在马里亚纳海沟中约 7000 米处深度捕获到了这种鱼类,据了解,钝口拟狮子鱼还创下了一项人类拍到活体鱼类的最深纪录 ——8178 米。

马里亚纳海沟深处的压力有多大? Nature 文章中有一个形象的描述,类似于把一整座埃菲尔铁塔的重量全都压在人类大脚趾上。 在那种寒冷、黑暗和极压的环境下,高压能压碎人的骨头,压扁钢铁潜水设备,而这些鱼却表现出了奇好的生存性和移动性。

所谓“适者生存”,这种鱼在身体特征上包括一个分布的头骨和能拍打的胸鳍,由软骨和细胞膜组成的骨架等,这指导了李铁风、李国瑞团队及其合作者进行一种创新的深海软体机器人设计。

据论文描述,研究人员已对这种软体机器人进行了多方位测试报告。它被安装在深海着陆器上,在马里亚纳海沟 10900 米深度的现场测试中成功启动, 这个软机器人内部自带容量为 2500mAh 的锂离子电池和高压放大器用来自动供电 ,团队使用受保护的摄像机和深海着陆器上的 LED 灯记录了试验过程,在这次测试中,机器人没有从着陆器中释放出来, 在没有压力容器的情况下,扑鳍驱动保持了 45 分钟 。

在中国南海的现场试验中 ,软体机器人由遥控潜水器(ROV)携带到 3224 米的深度。在 8kV 交流电压和 1Hz 的驱动下, 该机器人以 5.19cm 每秒(即每秒 0.45 体长)的速度拍打双鳍运动,成功实现自由游动 。

据了解,这种机器人设计成功的关键之一是压力弹性电子元件。 传统的水下航行器需要金属材料制成的水密外壳,以承受深海高压,这些外壳的厚度和尺寸必须增加,以适应更大的深度。但在研究团队此次设计的机器人中,精密的电子元件被嵌入并分布在柔软的硅树脂基体中,这种设计消除了对耐压外壳的需求。

研究人员通过测试发现,如果电子元件密集地封装在一块印刷电路板(PCB)上,压力测试表明在它们的接口处容易发生故障,因此需要一种方法来保护机器人的电子元件免受高压影响, 启发则是来自钝口拟狮子鱼分布的头骨 。

为了提高压力恢复力,他们采用了分散式设计来降低剪切应力。 在这种设计中,元件与几块较小的 PCB 进行线连接或分离,这里的 “分离” 是指去除电子元件之间的直接刚性接触。

实验室试验和模拟表明,这种布置降低了受压部件之间接口处的应力,然后将分布式电子器件嵌入硅树脂中,以便并入机器人, 该方法比其他保护深海设备电子设备的方法更实用,也更便宜。

对于相同的外加压力(110MPa),分散电子设备界面处的平均剪应力低于集中电子设备(约 60MPa),研究人员进行了一系列的压力室实验(110MPa),以确认这种分散电子具有更高的压力弹性。此外,由于从 PCB 上拆下所有组件在技术上是困难的,因为它们的数量很大,为了减少这些元件之间的应力,研究人员在设计时还增加了相邻电子元件之间的距离, 当相邻部件之间的距离从 0.4 mm 增加到 2.4mm 时,测试分析显示,最大剪应力能减少 17% 。

设计好了电子部分,另一方面就是机械驱动部分 ,这里的一个关键应用是介电弹性体(DE),一种加上电压即可出现形变的电激活聚合物,这种材料能将电能转化为机械功 —— 当机器人电池的电流作用于肌肉时,肌肉就会收缩,微小的固体结构通过机械方式将收缩肌与鳍相连,使其拍打运动。

最终,他们把机器人设计成了鱼一样的身体形状,有两个拍打的侧鳍。 该机器人长 22 厘米(体长 11.5 厘米,尾长 10.5 厘米),翼展有 28 厘米,电力和控制电子设备包括锂离子电池、高压放大器、红外接收器、放电电阻器和 MCU。

它同时具有以下特点: (1)位于支撑架和拍打鳍接合处的 DE “肌肉”;(2)由较硬的前缘和弹性框架支撑的薄硅胶拍打鳍;(3)嵌入其软体内的分散电子。弹性框架粘在预拉伸的 DE 肌肉上,以提供支撑,并将 DE 膜的平面内驱动转换为鳍拍打运动,当施加交流电压时,周期性变形的 DE 肌肉产生两个鳍的拍打运动以推进游动。

此外,DE 材料也经过了精心设计,可在深海低温高压下保持其电压感应驱动。 研究人员在高压下测量了由典型 DE 材料(VHB)制成的圆形致动器的电压感应区域应变,结果发现,当实验条件从(0MPa,25 C)变为(110 MPa,5 C)时,电压引起的区域应变从 19.1% 下降到了 2.4%,不足以推动机器人。

因此,他们采用了一种新的三嵌段共聚物:SBAS。 在相同的实验条件下,SBAS 的电压感应面积应变从 12.5% 下降到 7.0%,由于拍动双鳍的设计已得到优化,这种材料的表现对于软机器人深海自由游泳来说已经是足够高的应变。

研究人员在额外的动态力学分析(DMA)中表明,VHB 和 SBA 的不同性能源自其不同的玻璃化转变温度(Tg),分别为 0.3 C 和 17.2 C,这一结果突出了由于微相分离,较低的 Tg 对提高三嵌段共聚物 DE 的机电性能的影响。

除了深海实地测试外,研究团队还进行了一系列的压力舱和深湖实验,进一步验证了该软体机器人的游泳性能。

他们在实验室中观察记录了该机器人在 110 MPa 的静水压力中,在不同电压(7 kV、8 kV、9 kV,2 Hz)下测试游泳性能。 当驱动电压为 7 kV,频率为 1Hz 时,在 0MPa 和 110MPa 的压力下,机器人能以 3.29 cm 每秒和 2.76cm 每秒向前游动。 此外,还在一个深湖中用遥控潜水器将其带到水深处,对软机器人的自由游动进行了现场测试, 该机器人在 8 米深处能以 3.89cm 每秒的速度游泳,在 70 米深处能以 3.16cm 每秒的速度游泳,证实了它对野外探险的鲁棒性。

研究人员表示,此次取得的实验成功有可能扩展到各种其他软设备上,未来如果集成额外的功能单元或重新排列电路则有望产生多种附加功能, 例如深海中的传感和通信 。

具有传感、驱动、电源和控制系统的软设备可以完全集成,以监测和调节机械滥用条件下的复杂任务(不仅是高压,还有其他困难的机械条件,如振动或冲击)。 研究团队的未来工作将集中在开发新的材料和结构,以增强软机器人和设备的智能性、多功能性、机动性和效率。

此前人们曾多次尝试开发应用于水下的各类软体机器人,但由于机器人传感器在深海环境下工作不良,因此机器人与物体的精细交互是一个具有挑战性的领域。另外,软机器人抓手要比刚性抓取装置具有很大的优势,且受生物启发的软体机器鱼可以在其他动物之间游动,而无需对它们造成干扰,因此可以进行近距离研究观察。

新加坡国立大学教授 Cecilia Laschi 在评论文章中表示 , 研究团队如今已经突破了可以达到的极限:用嵌入软材料中的分布式电子器件取代电子元件的刚性保护外壳,为新一代深海探险家铺平了道路。

然而,在海洋中布置这种设计的机器人之前,还有很多工作要做。 因为这项研究开发的机器人比之前报道的水下机器人移动要慢,而且不能承受太多环境的干扰,比如它很容易被水下暗流冲走,其运动能力也需要针对实际应用进行优化。

从长远展望来看,人们可以预测海洋生物学研究的发展方向 ,即软体机器人在珊瑚礁或水下洞穴中安全航行,在不损坏珊瑚礁或洞穴的情况下采集精致的标本,成群的水下软机器人能够在海床上爬行,将自己固定在特定的结构上或在特定的区域游走 探索 。

这将有助于各种其他应用技术的发展,进一步为推动海洋监测、清理和防治海洋污染、保护海洋生物多样性提供更多创新方案, 更重要的是,它们可以帮助科学家 探索 海洋深处的大片未知地带 。

台大师资胜过浙大,台大教授多是斯坦福 麻省理工PHD居多。世界排名看,浙大胜过台大,浙大前50,台大前70!

台湾大学和浙江大学相比较,当然是台湾大学好。

浙江大学只是在中国内地排名靠前一点,在世界上没有什么特殊的地方,就是在国内,和浙江大学平起平坐的大学也是上百所,所有国内的排名没有什么意义。

参考材料:

中国前二十名大学之排名 〔重新统计〕美国《Science》、英国《Nature》是国际公认的代表人类最高科学水平的学术期刊。在《Science》、《Nature》上成批地发表论文是世界一流大学的标志。然而,在中国的大学,能在《Science》、《Nature》上发表论文的学者很少。即使是中国科学院院士,90%以上都不能在《Science》、《Nature》上发表论文。如果在《Science》、《Nature》上的论文数不能取得突破,中国的大学就不会被公认为世界一流大学。    世界排名前十名大学中,首位是哈佛大学,然后依次是史丹福大学、加州理工大学、加州大学柏克莱分校、英国的剑桥大学、麻省理工学院、普林斯顿大学、耶鲁大学、英国牛津大学、哥伦比亚大学。     中国前二十名大学之名单:     1.国立台湾大学(世界排名190)     2.清华大学(世界排名248)     3.香港科技大学(世界排名266)     4.北京大学世界排名287)     5.香港大学(世界排名296)     6.中国科学技术大学(世界排名312)     7.香港城市大学(世界排名332)     8.香港中文大学(世界排名335)     9.南京大学(世界排名341)     10.复旦大学(世界排名345)     11.台湾成功大学(世界排名365)     12.浙江大学(世界排名388)     13.香港理工大学(世界排名411)     14.台湾清华大学(世界排名412)     15.上海交通大学(世界排名421)     16.吉林大学(世界排名459)     17.台湾交通大学(世界排名468)

浙大是浙江省内好几个一般大学在20年前组合成的,在中国境内,比浙江大学有文化氛围的大学很多,就是中西部地区和浙江大学不相上下的大学也是很多的。浙江大学的优势主要是浙江省经济相对发达,地方政府硬件投入不错,但是学科软件有待上升,切莫为了排名而排名!

谁能无压力 探索 两万里海底还能自在遨游? 答案是浙大的机器鱼!它成功潜入海底 10900 米,受住了海底高压 —— 这高压对于它就像人的指尖站了一头大象。 它小到不可思议 —— 身长 22 厘米,展翅 28 厘米! 如今在浅海畅游两万里轻而易举,但在两万里的深海畅游两万里比登天还难。马里亚纳海沟是迄今为止已经探明的整个地球的最深处,最深点超过 1 万 1 千米。 一万米海底的压力有多大? 浙江大学航空航天学院交叉力学中心教授李铁风表示:“在 10900 米的海底,静水压高约 110 兆帕,相当于 1100 个大气压。用一个不太恰当的比方,相当于一吨重的小 汽车 全压在指尖上。” 为了让人造机器执行水下探测与考察任务的潜水器能够深入海底,以往的设计策略一直是 “硬碰硬”—— 选用高强度的耐压金属外壳(如钛合金)或压力补偿系统作 “金盔铁甲”,来克服深海的极高静水压。 3 月 4 日,Nature 封面论文中的成果彻底颠覆了传统 —— 研究团队将整体研发策略与思路转换为 “以柔克刚”,即从深海生物身上汲取灵感,率先提出机电系统软 - 硬共融的压力适应原理,成功研制了无需耐压外壳的仿生软体智能机器人,首次实现了在万米深海自带能源软体人工肌肉驱控和软体机器人深海自主游动。 这种环境自适应的仿生软体机器人和智能系统,将为深海 探索 科考、环境监测与资源勘探提供解决方案,为复杂环境与任务下机器人及智能系统设计提供新思路。 这就是由85后教授李铁风团队联合之江实验室与合作单位开展的跨学科交叉研究,该论文标题为《马里亚纳海沟中的自动软体机器人》(Self-powered soft robot in the Mariana Trench),论文共同第一作者为之江实验室研究人员李国瑞,浙江大学博士研究生陈祥平、周方浩;通讯作者为李铁风。 在马里亚纳海沟 6000 米到 11000 米之间的深度区域,仍有数百种物种生存,狮子鱼就是其中的一种。 项目合作方中科院深海研究所在马里亚纳海沟捕获了深海狮子鱼样本,经过结构分析,他们发现这种鱼之所以能在高压力环境下自由生存与活动的关键,就在于其骨骼呈细碎状分布在凝胶状柔软的身体中。 李铁风告诉 DeepTech:“我们发现深海狮子鱼身上硬质的骨头是分散在它软凝胶状的身体当中,便猜想正是这一结构特征,帮助它抵御深海静水高压以及实现柔软灵活的海底遨游。因此有了‘机电系统软 - 硬共融的压力适应’原理或者说系统,这是我们第一个比较重要的创新。” 受此启发,该团队研制出仿生软体智能机器鱼,长 22cm,翼展宽度 28cm,并且巧妙地利用围绕在人工肌肉外的海水作为离子导电负极,由机器鱼自带能源在人工肌肉内外侧厚度方向产生电势差,让高分子薄膜发生舒张与收缩形变,这样一来 “翅膀” 就能上下拍动,推动机器鱼水中前行。 通过设计调节器件和软体的材料与结构,将控制电路、电池等硬质器件融入集成在凝胶状的软体机身中,来优化在高压环境下机器人体内的应力状态,从而使整个系统无需外壳保护即可适应高静水压力。 对 “机电系统软 - 硬共融的压力适应” 原理,李铁风向 DeepTech 做了更为详细的说明:“所谓‘机电系统软 - 硬共融的压力适应’原理,其实不难理解,我们仿照深海狮子鱼身体结构原理,把电池、电子器件电池这一类又硬又脆的电子元器件分散后,融在软凝胶状的合成材料里边。软凝胶材料和分散的结构设计,可以帮助调整这些小器件上受到的力(在力学上这种力被称为应力),将器件跟软凝胶材料的融合在一起,可以提高机器人对深海静水高压承受力。” 然而,对于在深海执行探测等复杂任务的人造机器而言,拥有能够承受住深海极高的静水压的结构仅是研发征途中成功迈出的第一步,还需要克服高分子材料在高压和低温时电驱动能力衰减的问题。 针对低温时电驱动能力衰减的问题,该团队与浙江大学化学工程与生物工程学院罗英武教授课题组合作研制了能适应深海低温、高压等极端环境的电驱动人工肌肉,这款电驱动人工肌肉也是团队研究工作的另一个重要突破,它在高压低温环境下依然能保持良好电驱动性能,即便是在马里亚纳海沟的低温(0~4 )、高压环境(110 MPa)下依旧能正常工作。 李铁风向 DeepTech 讲解了 “人工肌肉” 的驱动原理和优势,他说:“我们用海水来做人工肌肉的电极有一个非常大的好处,因为机器鱼周围都是海水,大家都知道海水具有有弱导电性,这个特点正好跟我们原本对‘人工肌肉’的设计原理。” 他补充称:“想要实现‘人工肌肉’驱动,需要两端的电极,一个正电极一个负电极。有弱导电性的海水正好可以做‘人工肌肉’的负电极,我们只需要在‘人工肌肉’内安装正电极材料即可。‘人工肌肉’对电子的非常苛刻 —— 电子必须十分柔软,不能影响这个‘肌肉’本身。有了海水做负电极,我们只需在‘人工肌肉’内加一块正电极即可。而且海水的柔软性、贴合性都非常好。这样既保证了‘人工肌肉’能够工作,同时保证了电极器件的柔软性。” 2019 年 12 月,仿生软体机器鱼首次成功在马里亚纳海沟坐底,机器鱼随深海着陆器下潜到约 10900 米的海底后,在 2500 毫安锂电池的驱动下,按照预定指令拍动翅膀,扑翼运动长达 45 分钟,成功实现了电驱动软体机器鱼的深海驱动。 李铁风表示:“这项发明能够大幅降低海洋 探索 的成本,同时也可以使常用的海洋 探索 装备更加智能化。依照‘机电系统软 - 硬共融的压力适应’原理,一些高性能的智能化的芯片、器件,在不需要坚硬外壳的保护下都能下到深海里。换句话说,这一技术提升了深海探测器或者作业装备的智能化水平。” 本次成果还能给智能系统设计提供新思路。李铁风举例称:“把机器鱼的研究思路和原理,应用到其他软机器人,甚至医疗康复中的人体器件以及生物医学方面。在康复医疗方面,比如说人体穿戴设备,它的材料和电子器件太硬,在人类活动或受到外界冲击时,设备容易损坏或失灵。这时就可以用贴合性比较好的人工肌肉原材料来作为设备原材料,把硬的器件放在凝胶状的材料中,通过这种融合的办法,让穿戴设备有更好的适应性。” 此外,他还补充称:“在生物或医学方面的应用,就是把较硬的电子元器件(比如芯片),或者金属、陶瓷的这种材料,哪怕我们把它们做的很小,它们生物亲和性还是比较差的。如果我们把这些器件溶在一个软胶质地的材料中,可极大地提升设备的亲和性,更好地实现器材跟人体的交互作用。这是我们对机器鱼制作原理未来的应用场景设想,这也是我们正在努力研发的方向。” 回顾这项交叉学科研究,李铁风感慨称:“机器鱼研发就一个非常典型的多学科交叉的代表,除了上面列出来的研发团队,我们团队还有研究鱼类的专家的参与。正是通过这次合作,我更深刻地认识到跨学科的交叉研究的重要性,它就好像科研创新的加速器,不同领域研究员在概念、原理和思想上的碰撞,科研激发学科交叉地前瞻性研究。” 概括来讲,仿生软体智能机器鱼由深海生物启发,把 “生命之秘” 化作 “机器之力”,研发能自适应复杂环境的智能机器,则既可助力深海 探索 ,又能发展新型机器人与智能装备。这种环境自适应的仿生软体机器人和智能系统,将为深海 探索 科考、环境监测与资源勘探提供解决方案,为复杂环境与任务下机器人及智能系统设计提供新思路。

浙大王伟教授发表论文

鸟鸣涧,山居秋暝、竹里馆、送元二使安西、使至塞上❤

一、代表性论文1、王伟,马友华,石润圭,黄文星,王桂苓 秸秆综合利用的生态价值及其经济补偿机制研究——以安徽为例 生态经济2010.10 (学术版) ,ISSN 1671-4407,CN53-1193/F;3、王伟, 吴仝美子,姚莉 我国高校毕业生就业协议法律问题研究 合肥工业大学学报 2010. 44、刘新跃,王伟 切实增强高校学生党建工作的科学性和民主性 高校理论战线》2010.3 ISSN 1002-4409)5、冯庆水,王伟 我国农村金融体制运行中存在的主要问题 学术界2010. 2 ISSN 1002-1698)6、王伟,王先林反垄断法视野中的反倾销问题 法学家 2007.2,ISSN 1005-0221)7、王伟 科学创新与科学创新管理——卡文迪什实验室对我国科学创新的启示 安徽大学学报(哲学社会科学版)2006. 2 ISSN 1001-50198、王伟 科学信仰:真理与价值的统一 光明日报(理论与实践版)2005年6月30日,CN 11-0026) 注:此文入选2005年《马克思主义理论研究和建设工程参考资料选编》(中共中央宣传部理论局编,学习出版社)

男,1958年10月生。1982年7月毕业于内蒙古医学院药学系药学专业,获得理学学士学位。1982年8月至1998年3月,在内蒙古医学院药学院从事教学工作;1998年3月至目前,调入内蒙古食品药品检验所工作。1995年晋升为副教授,2003年晋升为主任药师,职务:所长。学术研究2000年以来,主持和协作完成省部级、企业重大科研项目7项,2004年被评为内蒙古自治区优秀科技工作者,2006年被评为内蒙古自治区食品药品监督管理局优秀党务工作者。 现担任 《药物分析杂志》第七届编辑委员会编委、内蒙古自治区中医药学会管理专业委员会副主任委员、内蒙古自治区食品药品学会第一届理事会副理事长。目前在研的项目:“蒙药材草乌、水银和瑞香狼毒的特殊炮制技术研究”课题的研究(课题主持人),是国家科技部十一五支撑项目(2007-2010年)。近五年发表的代表性论文有:“四物汤及其有效部位对血流变学影响的研究”、“HPLC法测定蒙成药苦参七味胶囊中栀子苷的含量”、“中药指纹图谱共有峰的理论识别”、“四物汤中多糖部位的分离和分子质量分布测定”。研究方向是:天然药物及药物分析。

浙江大学教授发表论文

杨坤 (1975.11-),男,博士、教授、博导。

浙江在大学博导张秉坚教授早前手写的毕业论文在浙大师生里刷屏,网友看了129页毕业论文纷纷表示被绘画和手写的功力,整体干净整洁、手绘表格非常精致都震惊了。张秉坚教授对于大家的称赞表示当时毕业的时候没有电脑,所有人的毕业论文是手写,要知道一笔一划将129页论文写出来,表格和图都要亲自手绘,并非一件容易的事情,体现出张秉坚教授一丝不苟的学习态度。

浙江大学博导张秉坚教授在1981年的手写硕士毕业论文令学校师生们的朋友圈爆红,所有人看到这篇长达129页的硕士毕业论文之后,瞬间都被震惊了。大家吃惊的不是129页这么长,而是整篇论文都是手写,一点涂改的痕迹都没有,字迹十分的工整,论文里的图表非常漂亮,所有数据记录清楚,全篇具有文献引证,体现出张秉坚对于毕业论文斟字酌句的认真。

张秉坚教授本科、硕士、博士都毕业于浙江大学,对于大家对于自己手写体毕业论文的赞赏,张秉坚教授非常谦虚的认为当时没有这个条件,所有论文必须手写,是没有办法的事,也是正常的事情。其实就算当时手写这么一篇论文并非简单的事情,129页的论文里面每个字,每幅画都是亲手画出来的,每一次修改都要重新的抄写,所有文献到图书馆一本本翻阅。张秉坚教授在写论文的时候,每天都在图书馆看书,查阅了许多资料才有了论文所引用的参考文献,如此认真的态度真得让所有人为之惊叹不已。

张秉坚教授最令人感到不可思议的是,从一位化学领域的专业人士,最后成为了文物保护者,为了抢救和修复文物而努力。当时杭州白塔需要进行清洗工作,于是文物局联系了浙江大学,正好张秉坚教授非常熟悉白塔材料,最后学校将这个任务交给了张秉坚教授。正因为这次的兴趣使然,让张秉坚教授逐渐的走上了文物保护的“跨界道路”。

不得不说张秉坚教授以待学习的态度非常认真,无论是手写论文可以与打印资料媲美,还是之后开始做文物的保护工作,一做就是二十多年,正是这种认真的做事方法,让张秉坚教授赢得了大家的称赞。张秉坚教授研究出来的糯米灰浆在文物修复中起到了非常大的作用,这个“古代水泥”的发现在全世界引起了轰动。如今的张秉坚教授培养了一批又一批优秀的人才,为中国的振兴和发展做出了巨大的贡献。

网友们热议的焦点是,论文没有错别字,非常的工整,就像用电脑打上去的一样,而且绘图也特别的完美。

作为一种“尊贵”的象征,黄金在 历史 长河中一直以其化学惰性示人。但纳米尺寸的金颗粒与二氧化钛相结合后却性情大变,成了促进多种催化反应的高级主攻手。科学界普遍认为金与二氧化钛的界面是起到了关键作用的活性中心,但一直以来,研究人员未曾看到过真实催化过程中其活性界面原子级别的动态演变,因而无法进一步对其界面的活性进行精准调控。

打开这个催化反应“黑匣子”,看清楚催化过程如何发生是科学界长久以来的梦想。经过近五年的研究,浙江大学电子显微镜中心张泽院士团队的王勇教授联合中科院上海高等研究院高嶷研究员、丹麦 科技 大学Wagner教授和Hansen博士等团队,在环境透射电子显微镜中,首次在原子尺度下一氧化碳催化氧化过程中观察到催化剂界面活性位点的可逆变化,并据此实现了界面活性位点的原子级别原位调控。这项成果对今后设计更好的环境催化剂、高效稳定地处理污染气体具有重要意义。

这项研究北京时间2021年1月29日,被国际顶级期刊《科学》在线刊登,这是该团队继2020年1月24日之后第二次在《科学》杂志上发表原位催化方向的学术论文。

电镜底下现原形,

打开催化“机关”

负载在二氧化钛表面的金颗粒是将一氧化碳转化为二氧化碳的重要催化剂,也是工业催化研究中的常见组合。

浙大团队依托其擅长的原位环境电子显微学技术开展催化反应研究,在原子层面清楚地看到了整个催化过程。这个纳米催化剂长什么样呢?王勇介绍,金颗粒像一个磁体,牢固地贴在由二氧化钛制成的底座上。

科研人员首次发现两大现象:一是看到一氧化碳催化氧化时二氧化钛表面的金颗粒发生面内(外延)转动(约9.5 ),首次通过可视化实验直观证实了界面是活性中心。二是从催化反应环境回到氧气环境时,金颗粒又神奇的转回到原来的位置。

侧视视角观察金在二氧化钛表面的转动

这个过程就像武侠剧中,通过旋转机关打开隐避门一般,金属颗粒通过转动合适角度后可增加界面活性位点数量,从而提高催化效率。

看清“黑匣子”的难度在哪里?袁文涛介绍,高质量样品的制备、观察角度的选择、电子束的干扰都会影响实验的顺利开展。正如审稿人所说:“目前已有一系列工作报道纳米颗粒在不同气氛环境下发生可逆的结构变化,但在原子层次获取他们的结构演变细节仍是一个巨大的挑战。”

“要完成这个实验,需要制备原子级别平整的金-氧化钛界面。”王勇说,这样才能实现金颗粒的可控转动。此外,找准观察角度非常重要,一方面是能够看清晶格的排布,另一方是能够更好地描述现象。“一开始我们从侧面去观察,(对非本专业人来说)旋转不是很明显,开始审稿人不太相信,后来我们重新设计实验从顶上往下俯视,角度稍有一点变化,都能看得一清二楚。”审稿人肯定说:“所有这些都是利用原位电镜完成,他们把侧视图和俯视图观察到的信息关联起来,这真了不起。”

俯视视角观察金在二氧化钛表面的转动

还原事实真相,四两拨千斤

浙大科研团队这次看到的催化剂转动,一度被人们认为是不可能发生的现象,正如其中一个审稿人曾提到“整个颗粒的转动是难以置信的”。

这是因为金颗粒和二氧化钛结合在一起时形成了化学键,“焊接”非常牢固(有外延关系),即便是被高能量的电子束轰击也都岿然不动。

张泽解释,一样东西的存在要保持能量的最低状态,不同的环境中,物体所需最低能量也是不同的。这就好比,在低海拔地区需要100摄氏度才会沸腾的水,到了高海拔地区可能90摄氏度就沸腾了。

如何打破化合键的“定力”,让它动起来从而实现对界面的操控?

王勇说,用“蛮力”是行不通的。“这就需要用巧劲。氧气通入后喜欢吸附在金-二氧化钛界面处,可以把金颗粒‘托起来’。”王勇说,我们和高嶷理论团队密切合作,结合一系列理论计算发现当实验中把一氧化碳通入与氧气发生催化反应,本质上是消耗了部分界面氧,“桩托”就不稳定了,这样四两拨千斤地把原来需要很大力气才能推动的金颗粒转动了;当我们停止通一氧化碳时,界面氧得到补充,金颗粒又转回原位了。

“这是非常有意思的发现,催化剂颗粒在反应前和反应后都处于同一位置,但在反应的过程中转动了一定的角度,如果没有原子尺度的原位实验观察是不可能发现这个现象的。”张泽院士说。

前沿与应用,科研两条腿走路

对科学家而言发现一个现象,理解其中的规律后,更重要的是利用得到的规律改造现实世界。

在实验中,浙大研究者发现当实验温度达到500摄氏度时,不同气氛环境下金颗粒可在两个角度间可逆转动而形成两种界面结构,如果在催化性能好的那个结构时把温度降下来,比如说降到室温,就可以“锁定”这个界面结构,在低温催化反应时展现优异的催化效率。王勇说:“这一发现为未来催化剂的设计提供了新思路,开拓了新的视野。而且,别的材料、别的反应的调控也可以从这个角度去思考。”

利用温度和气氛调控金-二氧化钛界面结构

与此同时,金颗粒二氧化钛催化剂对于消除一氧化碳、防止中毒和保护环境具有积极作用,这将为研发更廉价高效、安全稳定的催化剂打开一扇新窗户。

张泽院士在接受采访时说:“科学研究要‘两条腿走路’,一条走到世界前沿,发现新现象,找到新规律;另一条应服务国民经济发展,期望我们的科学发现能助力高效稳定催化剂的研发,这样才能为国解忧,为民造福。”

论文的第一单位为浙江大学,浙大材料科学与工程学院袁文涛博士为第一作者,中国科学院上海高等研究院朱倍恩博士、浙大材料学院博士生方珂为共同第一作者;浙江大学材料科学与工程学院、浙大电镜中心王勇教授为通讯作者,高嶷研究员、Wagner教授、Hansen博士为共同通讯作者,浙大团队学术带头人张泽院士对此工作给予了重要指导和支持。此外,杨杭生教授、博士生李小艳和欧阳参与了该工作。

该工作得到了国家自然科学基金委、浙江省自然科学基金、教育部、中科院青促会、国家超级计算广州中心、上海超算中心、中国博士后基金、硅材料国家重点实验室的共同资助和支持。

浙江大学教授论文发表

有点思维逻辑被打乱的感觉……不了解他的爷爷,,这是个疑问

成果简介

本文,浙江大学王树荣教授团队在《ChemElectroChem》期刊 发表名为“Preparation of Nitrogen and Sulfur Co-doped and Interconnected Hierarchical Porous Biochar by Pyrolysis of Mantis Shrimp in CO2 Atmosphere for Symmetric Supercapacitors”的论文, 研究以螳螂虾壳为原料,CO2为活化剂,通过一步热解活化制备多种N、O、S自掺杂生物质碳材料(MSCs)。

通过控制热解温度来调节碳材料的物理和化学性质。在这项研究中,MSCs 材料的最大比表面积 (SSA) 和孔体积分别为484.5 m 2  g -1和0.291cm 3  g -1在 700 C 时达到。此外,在表征试验中发现,氮和硫等杂原子已成功引入碳微观结构中。 MSC-750含有高达9.46%的N和0.52%的S ,虽然SSA只有431.6m2g-1 时,6MKOH对称超级电容器在1Ag-1下的比电容在所有样品中达到最大值 144.2Fg -1,这是由于其高含量的杂原子官能团产生的赝电容。

图文导读

图1、(a)–(d) 分别为样品 MSC-600、650、700 和 750 的 SEM 图像;(e) 和 (f) MSC-700 和 MSC-750 在高倍率下的形态学图像。

图2、(a)–(b) MSC-750的TEM图像;(c)–(i) MSC-750选定区域的TEM-EDS图像。

图3、(a) MSCs的拉曼光谱和 (b)XRD图。

图4、MSC的电化学性能

图5、(a) 奈奎斯特曲线;(b) 比电容的虚部(C“,vs 频率);(c)-(f) 两个串联的硬币型超级电容器分别用于点亮白色和红色 LED。

小结

通过二氧化碳一步热解活化螳螂虾壳制备多元素共掺杂多孔生物质活性炭材料,并将其应用于对称超级电容器。这些结果表明MSC-750是一种很有前景的超级电容器电极材料,为水产品的高附加值加工利用开辟了新途径。

文献:

浙大学生称郑强为“最牛愤青教授” 郑强教授是浙江大学材料与化学工程学院高分子科学与工程学系的教授,在今年年初被任命为浙江大学党委副书记。 在浙江大学,郑强教授以激情的演讲被学子们称为“最牛愤青教授”,演讲中,个性张扬的郑强敢怒敢言,痛陈现代社会中的种种不是,锋芒直指我国现行的教育体制和教育制度等,先后在浙江大学、江苏大学等地进行了多场关于“当代大学生的成才之道与历史责任”的演讲。 一个听过他演讲的学生透露,尽管郑教授的有些言辞比较偏激,但是很有警示意义。 他的同事也说,在生活中和工作中,郑教授一直是一个幽默风趣的人。郑强教授相关语录 1.我们漠视历史的价值,总以为楼宇越新越好,但你到法国市中心看看,几乎没有什么新建筑,他们以历史积淀为自豪,而我们以不断地拆楼建楼来折腾自己。 2.教育的本职不是谋生,而是唤起兴趣,鼓舞精神。靠教育来谋生和发达也是可以的,却被我们过度重视了。 3.大家都在嘲笑俄罗斯,但我知道俄罗斯将来一定会发达,因为那里的人2天没吃饭了饿着肚子还排队,而我们有2个人也要挤的不可开交。 4.将来中国即使发达了,但你看看那些开着豪华车的富翁们从车窗外向外吐痰、扔垃圾。你就知道,如果没有教育,中国再富裕也不会强大。 5.读书是为了承担责任。但现在的教育让女人承担了太多责任,让男人逃避了太多责任。 6.人类历史,实际就是一连串冲动。所以大家不要鄙视冲动,因为冲动都是可爱的。 7.中国的篮球不缺乏技术,不缺乏金钱,但他们缺乏责任感,哪怕是对消费者的责任感。 8.会唱歌的人用气息发音,所以不累。当我看到你们说话时喉头是动的,我就知道你唱歌肯定不好。 9.未来20年,中国人崇拜的将是知识而不是官员。这一点我们应该向日本学习,这个民族对知识的尊重,无以复加。但现在在中国有点钱的人,有点小权的人——哪怕是个科长,也可以照样把大学教授弄得没有尊严。这种貌似聪明的聪明,洋洋自得的市侩,是多么肤浅啊。 10.一个男人,只可以给自己的父母和妻子下跪,只可以对自己的老师鞠躬,绝对不应当对权贵与金钱低头。但如今,大多数人正好反了。 11.教育应该让中国懂得自尊。但是现在我们看到外国人就低头,女生看到外国垃圾一般的男人都想讨好。同志们,在外国人面前我们多么地没有尊严。在留学的日本东京大学的人当中,我是唯一回来的,但日本人反而敬重我,因为我活得有灵魂,活得有骨气。

苏步青是中国现代数学家,中国数学会的发起人之一,担任过中国数学会学报的主编,参与筹建中国科学院数学研究所,后又创办复旦大学数学研究所,创办《数学年刊》杂志并任主编。

1902年9月,苏步青出生在浙江省平阳县的一个山村里。虽然家境清贫,可他父母省吃俭用,拼死拼活也要供他上学。他在读初中时,对数学并不感兴趣,觉得数学太简单,一学就懂。可量,后来的一堂数学课影响了他一生的道路。

那是苏步青上初三时,他就读浙江省六十中来了一位刚从东京留学归来的教数学课的杨老师。第一堂课杨老师没有讲数学,而是讲故事。他说:“当今世界,弱肉强食,世界列强依仗船坚炮利,都想蚕食瓜分中国。中华亡国灭种的危险迫在眉睫,振兴科学,发展实业,救亡图存,在此一举。‘天下兴亡,匹夫有责’,在座的每一位同学都有责任。”他旁征博引,讲述了数学在现代科学技术发展中的巨大作用。这堂课的最后一句话是:“为了救亡图存,必须振兴科学。数学是科学的开路先锋,为了发展科学,必须学好数学。”苏步青一生不知听过多少堂课,但这一堂课使他终身难忘。

杨老师的课深深地打动了他,给他的思想注入了新的兴奋剂。读书,不仅为了摆脱个人困境,而是要拯救中国广大的苦难民众;读书,不仅是为了个人找出路,而是为中华民族求新生。当天晚上,苏步青辗转反侧,彻夜难眠。在杨老师的影响下,苏步青的兴趣从文学转向了数学,并从此立下了“读书不忘救国,救国不忘读书”的座右铭。一迷上数学,不管是酷暑隆冬,霜晨雪夜,苏步青只知道读书、思考、解题、演算,4年中演算了上万道数学习题。现在温州一中(即当时省立十中)还珍藏着苏步青一本几何练习薄,用毛笔书写,工工整整。中学毕业时,苏步青门门功课都在90分以上。

17岁时,苏步青赴日留学,并以第一名的成绩考取东京高等工业学校,在那里他如饥似渴地学习着。为国争光的信念驱使苏步青较早地进入了数学的研究领域,在完成学业的同时,写了30多篇论文,在微分几何方面取得令人瞩目的成果,1927年毕业于日本东北帝国大学数学系,随后进入该校研究院,并于1931年获得理学博士学位。获得博士之前,苏步青已在日本帝国大学数学系当讲师,正当日本一个大学准备聘他去任待遇优厚的副教授时,苏步青却决定回国,回到抚育他成长的祖任教。回到浙大任教授的苏步青,生活十分艰苦。面对困境,苏步青的回答是“吃苦算得了什么,我甘心情愿,因为我选择了一条正确的道路,这是一条爱国的光明之路啊!”

他的主要研究领域为微分几何学。

早期对仿射微分几何学和射影微分几何学作出了突出贡献。他建立了独到的方法,用几何构图来表现曲线和曲面的不变量和协变图形,取得了丰富的成果,如仿射曲面论中的锥面、射影曲线的一般的协变理论、射影曲面论中的Q1伴随曲面、主切曲线属于一个线性丛的曲面、射影极小曲面和闭拉普拉斯序列等方面的研究,得到了国际上的高度评价。

20世纪四、五十年代开始研究一般空间微分几何学,特别是一般面积度量的二次变分的计算和K展空间。

20世纪60年代又研究高维空间共轭网理论,获得系统而深入的成果。

20世纪70年代以来,苏步青又注意把微分几何运用于工程中的几何外型设计,在中国开创了新的研究方向——计算几何。

苏步青历任浙江大学教授、数学系主任;历任复旦大学教授、教务长、数学研究所所长、研究生部主任、副校长、校长和名誉校长中华人民共和国成立后任该校教务长。他和陈建功教授共同把浙江大学和复旦大学的数学系建成一个具有相当高水平的教学和科学研究的基地,为国家培养出许多优秀的数学人才。在他的领导下,形成了具有特色的微分几何研究集体。

苏步青一共发表论文168篇,出版了《苏步青论文选集》、《射影曲线概论》、《射影曲面论》、《一般空间微分几何学》、《计算几何》等专著,有的已在国外翻译出版。

苏老是我国近代数学的主要奠基人之一,是微分几何学派的开山鼻祖。归国执教70年来,他带出的弟子就像他的名字一样“数不清”,其中包括8位两院院士。

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  • 在nature发表论文的浙大教授
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