郑泉水院士

郑泉水院士的学术生涯，始终致力于攻克基础科学中的经典难题，并开创能够破解重大技术瓶颈的全新研究方向。早期，他在本构方程张量函数表示理论与细观力学领域完成了系统性奠基工作，解决了若干长期悬而未决的理论难题，为后续科学探索奠定了深厚的力学基础。

约二十年前，郑泉水院士将研究重心转向一个根本性挑战：传统润滑技术在微纳尺度下完全失效。他前瞻性地提出，若能实现固体界面“近零摩擦、零磨损”的自超滑状态，将为微型及未来智能器件的可靠运动提供根本性解决方案。这一技术路线，恰好与人工智能时代对高性能、长寿命微纳器件的巨大市场需求同频共振，展现出深远的战略价值。

从理论定义与实验验证起步，他在国际上率先开创并命名了“自超滑”（原称“结构超滑”）这一研究领域。通过系统布局，他构建了从界面物理机理、材料制备到器件应用的完整研究链条，并推动建立融合基础研究、技术研发与产业转化的创新平台，致力于将这一源头创新发展为支撑未来产业升级的核心技术。

与此同时，他坚信原始创新的根本在于人才。为探索拔尖创新人才的成长规律，自 2009 年起他创办清华学堂钱学森力学班，构建了以“学生—问题—导师”深度互激为核心的研究性学习新模式。此后，为进一步推广该理念，他创办面向更广泛青少年的深圳零一学院，形成了从“创生教育”理论到开放性实践的系统性培养体系，实现了前沿科研与创新人才培养在源头的深度融合。

郑泉水院士的工作，将开创科学新域、突破技术瓶颈与革新育人模式有机结合，体现了立足根本、着眼长远、系统推进的学术风格。

1989.12 清华大学，工程力学系固体力学专业，工学博士学位

1985.12 湖南大学，工程力学系固体力学专业，工学硕士学位

1983-1984  北京大学，数学系应用数学专业，在职硕士进修生

1978-1981  江西工学院（现南昌大学），土建系工业与民用建筑专业，工学学士学位

2022年—至今 清华大学深圳国际研究生院 / 双螺旋中心，主任 / 教授
1993—2022年 清华大学航天航空学院工程力学系，教授
1990—1993年 访问英国、德国和法国，先后担任英国皇家学会研究员、德国洪堡基金会研究员、欧洲研究员
1982—1993年 江西工学院（现南昌大学）土建系，历任助教（1982）、副教授（1987）和教授（1992）

·深圳零一学院创办院长

·深圳清华大学研究院超滑技术研究所创办所长

·清华大学学堂计划钱学森力学班创办首席教授

·清华大学微纳米力学与多学科交叉创新中心创办主任

曾主要任职包括：
清华大学航天航空学院工程力学系系主任、学术委员会主任；清华大学学术委员会秘书长、教学委员会副主任、教授聘任委员会委员；清华大学—以色列特拉维夫大学 XIN 中心创办主任；南昌大学高等研究院创办院长；中国力学学会旗舰刊物《力学学报》和 Acta Mechanica Sinica 主编；中国力学学会副理事长等。

郑泉水院士长期在以下领域耕耘，相关研究目前主要依托清华大学深圳国际研究生院双螺旋中心。该中心由郑院士发起成立，是面向源头科学创新与硬核科技孵化的多学科交叉平台，探索“科研创新与人才培养相互驱动”的双螺旋模式。中心与郑院士担任创始所长的深圳清华大学研究院超滑技术研究所，共拥有超过 8000 平方米的实验与办公空间及一批高端实验设施，为前沿探索提供坚实支撑。

今天所有产业的硬件都不是为过去三年疾风暴雨般到来的 AI 时代准备的，而自超滑技术可望成为“连接数字世界与物理世界的新基石”。目前，团队的主要培养与研究兴趣包括：

1. 自超滑科学与技术
面向固体界面零磨损、零静摩擦与近零摩擦系数的基础科学和关键技术研究。

·基础研究：自超滑界面力学、电学、热学及多物理场耦合机制

·关键技术：自超滑材料制备、自超滑配副制造与系统集成

·适合专业背景：力学、材料、机械、物理、化学等相关专业

2. 自超滑微系统
面向未来信息技术、超精密装备与微纳机电系统，发展基于自超滑界面的新型微系统与功能器件。

·前沿器件探索：面向 AI 时代的下一代数据存储系统和存算一体新器件

·前沿装置探索：面向原子制造的自超滑精密运动平台

·革命性产品技术：自超滑射频开关、自超滑微特电机和自超滑微发电机

·适合专业背景：力学、机械、微电子、自动化、控制科学与工程、人工智能、光学工程等相关专业

3. 人工智能与多学科交叉
面向战略新兴及未来产业，物理 AI 驱动自超滑系列产品在具身智能、低空经济、6G 通信等领域产业化引领。

·前沿工程技术：微能源系统的智能化能量管理（无源物联网和分布式传感器），自超滑射频开关阵列的动态自适应配置

·AI 与物理 AI 驱动的技术：自超滑元器件可靠性寿命多模态预测，多参数空间逆向优化算法研究（迁移学习、进化计算、生成式逆向优化等），基于 LLM 微能源自供电边缘能量感知计算

·适合专业背景：力学、数学、人工智能、计算机科学与技术、数据科学与大数据技术、电子信息工程、机械、自动化、控制科学与工程等相关专业

4. 创新教育与创生教育实践
面向拔尖创新人才的发掘与培养，探索“学生—问题—导师”深度互激与“进阶式研究”驱动精深学习的创生教育体系。

开放研究生和博士后申请：
团队鼓励学生提出真问题、聚焦重要方向，进入真实的原创科研或关键工程应用场景。诚挚欢迎有志于重大科学技术创新或硬核科技产业化，勇于面对未知挑战、承担重要任务并追求持续成长的同学加入。

【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。

·1990 中国科学技术协会青年科技奖

·1994 首届国际工程科学联合会和《International Journal of Engineering Science》杰出论文奖

·1995 国家杰出青年科学基金、首届清华大学学术新人奖

·1996 中国青年科学家奖（数理奖）

·1998 国家有突出贡献中青年专家

·1999 教育部长江学者特聘教授

·2004 国家自然科学奖二等奖（第一完成人），项目：“张量函数表示理论与材料本构方程不变性研究”

·2017 国家自然科学奖二等奖（第一完成人），项目：“范德华层状介质的滑移行为和力学模型”

·2018 国家级教学成果奖一等奖，项目：“激发学术志趣、培养领跑人才——‘学堂计划’拔尖创新人才培养模式探索与实践”

·2019 宝钢优秀教师特等奖

·2021 第三届杰出教学奖

·2021 清华大学新百年教学成就奖

·2022 科技部首届颠覆性技术大赛优胜奖（最高奖，团队）

·2023 “结构超滑”入选国家自然科学基金委员会《凝练科学问题案例》81 个科学问题中的首个代表性案例

·2024 澳门城市大学荣誉博士学位

·2024 BEYOND Awards 消费科技创新大奖（清力技术，团队成果）

指导的博士生多人获全国优秀博士学位论文、清华大学优秀博士学位论文等荣誉。