奮楫篤行，深耕微流控軟制造

張錦玉

朱平安的實驗室瀕臨大海。獨處時，他最喜歡的一件事就是去海邊散步或沿著海岸線奔跑。他直言，面對大海的波濤洶涌，整個人的心情都會變得十分舒暢。而這便是他最放松的狀態。平生愛大海，披月乘風來。在朱平安看來，科研世界的廣闊，也如大海一樣神秘而沒有邊際，值得他用一生來探尋。

從安徽到中國香港，再到美國，他的科研征途跨越了地域與國界，真正用行動詮釋了“讀萬卷書、行萬里路”的意義與真諦。將近十年的國內外科研旅程，他在不同國家、地區的科研技術歷練與環境的影響下，樹立了更為客觀、全面的科研創新思想與理念，在微流控領域的科研根基也變得愈加扎實。

2022年是香港回歸25周年，朱平安的人生也步入了新的階段。從一名學生成為香港城市大學機械工程系助理教授，現如今的朱平安將全身心都放在了科研創新與落地應用中。特別是近些年來，他瞄準全球微納制造領域的巨大發展前景，創新性地發展了微流控軟制造技術，并取得了諸多開創性科研成果。如今，立足于自己的科研“鳥巢”，朱平安的科研成果還在不斷孵化著……

積跬步而至千里

人生沒有白走的路，每一步都算數。在朱平安看來，每個人的人生路途，都有其獨特的意義。重要的是走在這條路上的人，能從中收獲到什么、感悟到什么?；厮葑约禾ど峡蒲姓魍镜男穆窔v程，朱平安始終堅信：一切都是最好的安排。

事實上，在朱平安從事微流控研究之前，他所學習的是與其并無直接關聯的安全科學與工程。在本科考入中國科學技術大學安全工程專業之后，他才驚訝地發現，這一學科的課程與自己最初的設想大相徑庭——它其實主要圍繞著火災安全而展開。

雖然現實與理想的落差讓朱平安感到了一絲失落，但他很快調整了狀態。隨著對這一專業的深入學習，他逐漸對安全學科有了全新的認識?！爸卮鬄暮Φ姆乐?，是我國工業安全及人民生命財產安全的重要組成部分，而在相關災害發生之后，就需要具有專業學科素養的研究人員提出具體的解決方法和策略?！敝炱桨舱f。通過大學期間的學習，他深刻感受到這一領域對社會產生的價值與意義，最初想要換專業的想法也煙消云散了。

燃燒和火災現象背后蘊含著豐富的科研機理，而想要對相關災害進行更加全面的剖析，則需要具備十分扎實的數理知識基礎。在朱平安看來，科學家對于基礎問題的研究，一般都是從基礎層面剖析所看到的現象，對于相關問題的認識達到一定程度之后，才能進一步提出新的科研技術與方法，以解決相關科研問題。而本科4年的學習，朱平安通過不斷積累，在數理基礎研究中打下了扎實的根基。

在中國科學技術大學求學的4年，是朱平安科研之路的重要起點。學?！凹t專并進，理實交融”的校訓就像燈塔一樣，照耀著朱平安的人生旅程?！啊t專并進強調品行操守與業務技能的相得益彰，‘理實交融則強調理論與實踐的緊密結合?！敝炱桨步忉屨f。學校嚴謹樸實的學風，無形中影響著越來越多像他一樣的青年學子投身其中，成為祖國未來的科研創新力量。在這一思想的影響下，本科畢業后，朱平安毅然決然地選擇繼續自己的學術之路。此后，他又相繼前往香港大學、哈佛大學進行博士、博士后階段的深造，并在這一時期，正式將研究方向轉到微流控領域。

因為微流控方向屬于流體力學的學科分支，因此需要較好的數理基礎，才能攻克比較復雜的科研問題。雖然本科期間對這一方向的研究并無涉及，但大學4年所打下的數理基礎，反而讓朱平安從事微流控領域的基礎研究更加得心應手。這些經歷，也讓朱平安更加堅信，人生所走的每一步路都是有意義的。

讀博初期，朱平安就從數理建模的角度出發，去探究微流控技術的背后機理。在此之后的博士后階段，他又基于之前的基礎，進一步深入微流控技術的研發與應用，開展課題研究，使自己在科研技術積累與沉淀中，成為在相關領域可以獨當一面的科研工作者。

將科研立足國需

志存高遠方能登高望遠，胸懷祖國方可大展宏圖。求學時，朱平安的科研視野就從未止于一隅。學成歸來后，他選擇扎根在香港城市大學開展研究工作，科研視野也從香港地區輻射到國家對微流控領域的整體需求。他直言：現如今，內地與香港的科技交流越來越緊密，他希望能夠和團隊成員一起創新研發一些潛在的應用技術，將研究成果真正扎根在祖國大地上。

微流控是由生物、化學、醫學、流體、材料、機械、電子等學科交叉而成的創新型研究熱點，既是一門在微尺度下研究流體力學的自然科學，又是一門通過微型化設備來操縱流體的技術?！皬目茖W上來講，我所研究的技術就是將流體在微米或亞微米尺度的空間中進行處理和操控，凡是符合這一情況的，都可以統稱為微流控技術?！敝炱桨步榻B說。

事實上，在我們的生活中也有一些廣泛存在但鮮為人知的微流控系統。在自然界中，植物的蒸騰作用其實就是將植物內部的水從根部運輸到葉子的過程，而其進行內部運輸的管道便是一種天然的微納流控系統。而人體血液的運輸與流通也與其有著異曲同工之妙。除此之外，在新冠肺炎疫情大流行的今天，核酸和抗原的檢測過程也是非常典型的微流控系統的應用。

深耕在這一領域多年，朱平安從微流控技術的基礎到應用層面，都進行了深入探索與實踐。通過對行業現狀深入調查與分析，他發現：微納制造領域一直存在跨尺度的加工挑戰，微觀上實現結構的高精度多樣化制造和宏觀上實現器件的批量化低成本制造就像“魚和熊掌”一樣，往往不可兼得。微納制造包括自上而下和自下而上兩類技術，前者如光刻等，是利用宏觀基體材料加工出功能結構，但是存在加工精度受限、設備昂貴、環境嚴格（如超凈間等）、成本高昂等缺點;后者如自組裝等，則是利用基本單元按照既定規則組裝成設計的結構，雖然提高了加工精度，但不利于大規模制造，同時對結構的宏觀性能調控仍有不足。有沒有可能發展一種新的加工思路，使結構的高精度多樣化制造和宏觀上的批量化低成本制造都可以兼顧？在明確的方向指引下，朱平安展開了一系列研究攻關。

針對這些不足，朱平安利用流體的軟物質特性和多尺度流動特點，創新性地發展了微流控軟制造技術。一方面，流體優異的變形能力為塑造種類多樣的結構提供了可能;另一方面，微流控技術完美彌合了微觀和宏觀尺度間的差異，可同時滿足微納米級的加工精度和毫米至米級的批量化制備要求。

科研攻關之路漫漫。事實上，早在2013年，朱平安就開始圍繞微流控軟制造技術，從3個相對獨立又相互支撐的方面展開了系統研究。10年來，他通過微尺度多相流基礎研究精確控制微液滴產生，為微流控軟制造的開發奠定了基礎。在此之后，他利用微流體軟模板規?；珳手圃旆律到y，驗證了微流控軟制造的可行性和通用性;通過調控固體表面流動用于發展新型開放空間微流控，拓展了微流控軟制造技術的應用場景。這些研究為微流控軟制造在能源、環境、醫學、工程等多學科領域的廣泛應用奠定了堅實的基礎，將對先進制造技術的發展進步產生重要影響。

一系列創新性科研成果衍生出一篇篇具有影響力的科研論文。從事科研多年來，朱平安先后在《科學》（Science）、《化學評論》（Chemical? Reviews）， 《自然·通信》（Nature? Communications）等期刊發表論文38篇，受邀在施普林格·自然（Springer Nature）出版社撰寫英文學術專著1部，公開PCT國際專利1項;研究成果獲得新華社、《南華早報》、《泰晤士報》等眾多媒體的重點報道。在相關科研成果的支撐下，朱平安曾獲得2022國際先進材料學會青年科學家獎、2021中國新銳科技人物突出成就獎、2018全球創新獎、2017香港青年科學家獎提名等榮譽和獎項。

任重道遠的科研之路

“鳥巢”（NEST）——是朱平安為自己的研究團隊所命名的名字。從2020年11月份正式入職香港城市大學，至今不到兩年，他就順利組建了一支將近10人的研究隊伍?；厮葸^往，一幕幕團隊建設時所經歷的畫面從朱平安腦中浮現。他直言，建設實驗室團隊，是自己讀博士和從事博士后研究期間從未有過的經歷。當時作為一位剛入職的新人，他也曾擔心過團隊的建設過程是否順利。在經歷困難和躊躇之際，是香港城市大學機械系的老師還有學校的各個行政部門，給予了他巨大的支撐與幫助。讓他僅用幾個月的時間，就將實驗所用的基礎設備購買完成。在此后的一年間，他又親力親為、一步步將實驗室整體搭建完成，并在2021年6月份，成功招募了第一位學生。

“麻雀雖小，但是五臟俱全?！敝炱桨策@樣評價自己的研究團隊。這個小小的“科研鳥巢”，飽含朱平安對于科研理想的希望與寄托。他的最終目標是把自己的實驗室打造成一個具有超強團隊凝聚力且又溫馨自在的“鳥窩”，幫助自己的學生們孵化更多有價值的科研成果。

創新科技發展，人才是基礎。香港特區政府勞工及福利局此前發布的《2027年人力資源推算報告》顯示，香港創科產業的人力需求在未來數年內將按年增長4.3%，增速居各行業之首。預計到2027年，香港創科相關行業的人力資源需求將達到5.76萬人，人才缺口亟須補齊。在這一現狀之下，相關領域科研人才的培養也成為擺在朱平安眼前的重要任務。

回顧過往的科研生涯，朱平安深知一位良師對于學生成長的深遠影響。在多年的科研征程中，他曾在香港大學和哈佛大學的課題組接觸到了不同科研團隊實驗室管理及培養學生的思路，這些寶貴的科研經歷也讓他收獲了一筆無形的財富。特別是團隊扁平化的管理方式，能夠幫助學生及時發現問題、解決問題，并根據不同學生的具體情況制訂培養方案，讓朱平安受益匪淺。在這些教學及管理思想的啟發下，朱平安在培養學生時，會更加注重因材施教，在跟學生一對一的交流中，幫助他們發現自己的特長與優勢，使他們在科研中更好地發揮自己的主觀能動性。

朱平安將自己的學生比喻為幼鳥，他說：“一般幼鳥在巢中要待4年的時間，在這4年間我會盡力地幫助他們成長，使他們能夠具備獨立科研的能力。4年之后我希望他們每個人都能靠自己的力量展翅高飛，創造屬于自己的一片科研天空?！?/p>

科技的發展瞬息萬變。立足于產業發展現狀，朱平安發現了微流控軟制造領域新的發展機遇。微流控軟制造具有高精度、批量化、多樣性、低成本、綠色、兼容的優勢。隨著多學科的交叉融合及實際需求的不斷增長，其將極大促進先進制造技術的蓬勃發展，并在能源、信息技術、環境科學、材料科學、生物醫學工程等領域展開諸多應用。

“過往的求學經驗告訴我，想真正做好一個有用的技術，絕對不能缺失對它背后的機理探討，因為缺了這一步，我們就很難發明出能夠真正解決社會問題的技術?！敝炱桨舱f。面向未來，他希望能夠引領團隊立足于基礎研究，從智能生產、智能器件、智能應用三方面將“微流控軟制造”升級為“微流控軟智造”，最終將它發展成一門通用的微納制造技術，推動先進制造業的綠色、高質量、可持續發展。

在朱平安看來，科研不是空中樓閣，如果沒有辦法形成一些具有應用價值的科研技術，只是單純地發一些理論文章的話，科研的道路便會越走越窄?！拔磥?，我還是希望能夠和團隊成員們一起做出更多對社會有價值、有意義的科研成果，我相信這也是大多數科研工作者的心聲?！敝炱桨矆远ǖ卣f。

（責編：張聞）