【研究成果】

1. 自超滑科学与技术：从“0 到 1”开辟变革性新方向
面对传统润滑在微尺度领域完全失效这一制约未来微纳器件发展的根本性难题，郑泉水院士以深厚的力学功底和前瞻性判断，开创了“自超滑”这一变革性研究方向。他预见到，实现固体接触界面近零摩擦、零磨损的自超滑状态，将成为支撑一切“动起来”的微型器件实现长久、可靠运动的核心底层技术。这项技术有望为未来高性能传感器、精密执行器及各类微系统奠定基础，从而有望引发覆盖机械、传感、能源、生物等广泛领域的产业变革。

基于这一战略远见，郑院士在二十多年前毅然投身这一无人区，进行系统布局。他从各向异性材料力学理论出发，结合物理、材料和微纳技术，不仅在国际上率先定义“自超滑”并建立其基本科学框架，还带领团队完成了一系列从“0 到 1”的突破：揭示了自超滑界面摩擦、磨损与能量耗散的微观物理机制，发现了热力耦合下的跨尺度规律，并提出自超滑器件的设计原理。这些奠基性工作，将一个长期被认为“几乎不可能”的设想，变成了可被系统研究和工程开发的科学与技术新领域。

为将科学突破转化为技术革命，郑院士构建了“基础研究—技术研发—产业转化”的完整创新链条。他主持历届国际超滑大会，引领全球研究方向；相关成果荣获国家自然科学奖二等奖，并入选国家自然科学基金委员会“凝练科学问题”案例的首个代表性科学问题。他推动成立深圳清华大学研究院超滑技术研究所，打造世界一流的研发与转化平台。近年来，团队在界面热输运精准测量、移动肖特基接触器件等基础与器件研究上持续取得重要进展，孵化企业获得多项科技创新大奖，标志着自超滑技术正从实验室逐步走向应用市场。郑院士在《Nature》《Device》等发表的综述，系统描绘了自超滑技术的历史进程、自超滑器件突破微系统能耗与寿命瓶颈的前景，为其在未来工业与信息技术变革中的潜在作用勾勒出清晰蓝图。

2. 创生教育：为回答“钱学森之问”而进行的系统性探索
在致力于科学前沿攻关的同时，郑泉水院士始终怀揣一份更深沉的关切：如何从根本上破解“钱学森之问”，系统性地培养出能开创新领域、引领未来的源头创新人才？他认为，创新的内核在于人的“内生动力”，并由此开创了以激发学生内在激情与志趣为核心的“创生教育”体系。

从“实验田”到“新范式”：一场持续近二十年的教育探索。

2009 年，他将理念付诸实践，受命创办清华学堂钱学森力学班。他摒弃传统知识灌输路径，首创“学生—问题—导师”深度聚变、以“进阶式研究”贯穿全程的“大工科”培养模式。这场改革的核心，是让挑战性课题成为驱动学习的引擎，引导学生在自主探索中实现知识建构与能力跃迁。十余年间，清华钱班以“少而精”的课程培养出一批活跃在交叉前沿的创新者，验证了“研究驱动学习”的强大效能，为拔尖创新人才培养提供了可复制的清华方案。

从“校内班”到“社会生态”：拓展人才成长的时空边界。

郑泉水院士的育人视野并未止步于校园。2021 年，他创办深圳零一学院，旨在构建一个打破学制、校际乃至年龄边界的社会化开放创生教育平台。零一学院以“挑战性问题”为牵引，通过长周期的“陪伴式成长”，致力于发现和滋养那些散落在各地的创新“特苗”，将“创生教育”的理念扩展为支撑更多人终身成长的创新生态。

从“实践探索”到“理念传播”：凝练思想，影响未来。

郑泉水院士将这段贯穿人才培养、平台构建与生态塑造的系统思考，凝练成专著《创生教育》（2025，清华大学出版社），清晰阐述了以学生激情为中心的“进阶研究与精深学习”双螺旋育人理念。他通过讲学、著述与担任多所顶尖学府顾问，持续推动“创生教育”从一项成功的校内实验，成为更有广泛影响力的育人新范式。这体现了郑泉水院士的深远视野：他不仅专注于改变世界的科学问题，更致力于为国家和民族的长远未来构建可持续的创新人才体系。

3. 本构方程张量函数表示理论（早期奠基性工作）
在学术生涯早期，郑泉水院士在本构方程张量函数理论方面完成了系统性的奠基工作。1994 年，他创建了系统的张量函数表示理论，被国际力学权威评价为“为各向异性材料的连续介质力学/物理的统一理性公式化指引了道路”。基于该理论，他与合作者在细观力学中建立了被誉为“最精确的细观力学模型”之一的“郑—杜模型”，并突破了经典 Eshelby 理论的椭球夹杂局限。该理论体系对复合材料力学等领域产生了深远影响，相关成果“张量函数表示理论与材料本构方程不变性研究”于 2004 年获得国家自然科学奖二等奖（第一完成人）。

4. 极端疏水科学与技术（早期开创性研究）
郑泉水院士早期还对极端疏水（超疏水）现象进行了长达二十余年的开创性研究。他和合作者率先揭示了微纳结构对疏水状态稳定性的关键机制，实验证明特定结构的极端疏水状态可以稳定存在，突破了传统认知。基于这些理论，团队发展了一系列高性能超疏水材料的制备方法。2024 年，团队在《自然·通讯》发表的“冷凝液滴筛”研究，实现了冷凝液滴的高效自发弹离，是该方向的重要标志性进展之一。这些工作不仅深化了对固-液界面极端润湿行为的科学理解，也为强化冷凝传热、防冰防雾等重大工程应用奠定了关键理论与技术基础。