圖為華南理工大學前沿軟物質學院科研教學場景。華南理工大學供圖

日前，教育部發布2024年普通高等學校本科專業目錄，24種新專業納入目錄。其中，軟物質科學與工程是今年新增專業之一。華南理工大學是國內首個申請設置該專業的高校。

軟物質是什麼？為什麼設立軟物質科學與工程專業？如何培養相關專業人才？帶著上述問題，記者來到華南理工大學進行了採訪。

涉及領域廣泛

“軟物質”這一概念由諾貝爾物理學獎獲得者皮埃爾-吉勒·德熱納於1991年首次提出。

“軟物質是指處於固體和理想流體之間的物質，也被稱為軟凝聚態物質。”華南理工大學前沿軟物質學院副院長王林格介紹，這類物質通常由大分子或基團組成，包括但不限於聚合物、液晶、生命體系物質等。軟物質涉及的學科領域較為廣泛，包括物理、化學、生物、材料等。

作為近20年來新興的科學分支，軟物質受到了國際學術界高度重視。全球許多著名大學和研究機構相繼成立軟物質研究室和研究中心，研究隊伍迅速擴大，研究成果不斷涌現。

與傳統的由宏觀到微觀、由簡單到復雜的科學分析方法有所不同，軟物質科學研究更強調整體性。它致力於利用各類經典學科的互補性來同時研究多空間和多時間尺度上的結構、運動多樣性，著重考察物質體系的復雜性、易變性和非平衡態。

“軟物質材料在工業領域的應用拓展，新能源、新型顯示等領域產品的性能改進，都離不開軟物質科學的發展與新材料的支持。軟物質科學與工程專業在新興產業發展和時代需求下應運而生。”王林格表示。

“以往，專業是按照不同學科或不同應用工具進行劃分。但隨著時代發展，這種模式難以把基礎理論和創新材料實踐完美結合起來，無法滿足前沿創新技術發展的要求。”王林格介紹，為了加速軟物質科學發展，開展跨學科研究、促進學科間的交叉與融合已勢在必行。

作為一門新興交叉學科，軟物質科學和工程專業設立目標是以統一的科學觀念，認識具有不同結構和功能的材料或體系的共性，從而促進科學和工程的進步。具體來說，該專業涉及新材料、新能源、生命健康、信息技術、高端裝備、空天科技、碳中和、量子信息等前沿領域，並在相關產業和行業需求基礎上，圍繞軟物質設計與合成、多尺度結構調控、功能和智能先進材料開發的科學基礎與材料工程化技術，開展前瞻性研究和技術創新。

“該專業緊跟國家和行業發展趨勢，面向國家重大戰略和粵港澳大灣區經濟發展，培養滿足當前和未來科技發展需求的材料類專業人才。”王林格表示。

激發人才潛力

雖然軟物質科學與工程是華南理工大學今年新增本科專業，但早在2016年，華南理工大學就成立了華南軟物質科學與技術高等研究院。

2018年，前沿軟物質學院成立。該學院是華南理工大學廣州國際校區首批建設的新工科學院之一。

2023年，以軟物質學科為基礎支撐的華南理工大學“高分子科學”學科在2023U.S.NEWS全球大學學科排名第一。

“學院匯聚了一支年輕化、國際化、高水平的教學及科研團隊，已有11名老師在《科學》《自然》等發表科研成果。我們與多所世界排名前100的著名高校合作密切，引入資源助力人才培養。”王林格說。

“豐富的資源和全球化的人才培養模式，是我選擇來到前沿軟物質學院攻讀博士的原因之一。”華南理工大學博士生李幸晗說，他跟隨導師從事通過單組分巨型表面活性劑的自組裝制備有序介孔材料這一研究。其成果已刊發在行業的頂尖期刊上。

據介紹，華南理工大學前沿軟物質學院新增設的軟物質科學與工程專業基於國際領先的“模塊化”教學理念，以“厚基礎、高素質、強創新”模式，理工結合培養高水平人才。該專業將實施“全員學業導師制”育人工程，強化源頭培養、跟蹤培養、全程培養﹔同時採取“全英教學”“示范班”“學院與書院融合教學”等多種方式，實現“在地國際化”。

立體光刻3D打印機、熔融沉積3D打印機、靜電紡絲機、台式掃描電鏡、紫外可見光光譜儀器……華南理工大學前沿軟物質學院本科生創研智造工坊配備了各類大中型設備供學生使用。

“我們的專業實踐教學體系十分完善。通過針對性地將重大科研成果的部分應用工程化內容轉化為本科生探索性實驗，我們開拓出很多具有創新性的實驗和實踐課程，培養學生創新意識、自主探究和解決復雜工程問題的能力。”華南理工大學前沿軟物質學院教授文韜說，“依托前沿軟物質學院的研究生培養體系，我們實施本碩博貫通培養計劃，在本科生中選拔和輸送具備科研潛力的儲備人才。”

發展前景廣闊

報考軟物質科學與工程專業，學生需具備哪些素質與條件？“軟物質科學的進一步發展離不開基礎研究的支撐。因此，具有扎實基礎學科知識的學生在學習這個專業時會更加得心應手。”王林格表示。

記者了解到，今年華南理工大學軟物質科學與工程專業屬於綜合評價招生范疇，面向上海、江蘇、浙江、山東、廣東5地招生。

“第三學期開始，我們將選拔約30人進入‘國際化全英示范班’。班級排名前80%的學生可以獲得校內推免資格。”王林格介紹。

前沿軟物質學院2019級本科生許昕，大一進入課題組，持續參與課題研究。大四時，許昕以第一作者身份在國際期刊《Giant》上刊發科研成果。該成果展示了一種制備陶瓷納米纖維增強多孔陶瓷整體柱材料的新方法。憑借優異的成績，許昕獲得日本東京工業大學全額獎學金，正在該校攻讀博士學位。

“我們的軟物質科學與工程專業，打造本科、碩士、博士、博士后貫通式人才培養全鏈條體系，學生畢業后可以選擇繼續在本校讀研，或前往世界一流大學和科研單位深造。”王林格表示。同時，軟物質科學與工程專業的本科畢業生也可以選擇在雙碳、材料科學、能源科學、生命科學、電子信息和微納米技術等前沿科學領域從事技術研究、產品開發等工作。

王林格認為，現代產業中的復雜工藝和全方位性能需求，正不斷推動新材料、新能源等領域交叉學科的發展。一方面，學院結合重大項目對學生開展科研訓練，通過設立學生研究項目、融合國家級學科競賽，讓學生接受良好的創新創業訓練。另一方面，學院計劃邀請企業研發人員授課，並為學生安排更多實踐課程。“軟物質科學與工程具有廣闊的發展前景，我們將為國家和粵港澳大灣區培養更多的棟梁之才。”王林格說。

（記者 葉 青 通訊員 余錦婷）

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