2021,我们一起走过丨Engineer

回首，Engineering在大家一如既往的支持下，不断向着更高的目标前进。全年共出版11个专题，共计篇文章，包括航空交通前沿技术、软物质、氢能、公共卫生、碳中和、智能制造、肿瘤诊疗新方法与新技术等，内容涵盖机械、运载工程、新能源、新材料、医药卫生、环境、先进制造等多个前沿热点和交叉领域。

感谢编委支持Engineering，感谢作者选择Engineering，感谢读者分享Engineering。

新的一年我们将继续以建设世界一流科技期刊为目标，不断奋进，为大家报道和分享国际工程科技最新创新前沿和高水平研究成果。

《Engineering》

年封面解读

第1期

复杂流体中的分子、固体颗粒、气泡、液滴和固体表面间的相互作用在工程过程中起着至关重要的作用。这些发生在分子水平、纳米尺度和微观尺度上的相互作用，显著地影响和决定了相关工程过程的宏观性能和效率。“化学工程前沿”专题涵盖了各种工程过程中涉及的典型分子间和表面间相互作用，以及纳米机械技术，如原子力显微镜和用于定量复杂流体中分子间和表面间相互作用的表面力仪；综述了近年来在矿物浮选、石油工程、废水处理、储能材料等工程体系中分子间和表面间相互作用的研究进展；讨论了这些基本的相互作用机制与解决工程挑战中的实际应用之间的相关性，并对未来研究领域进行前景展望。

第2期

市政污泥已成为许多城市面临的重大环境和社会问题。生物精炼技术通过热水解和真菌发酵可以将市政污泥转化为纤维材料，如封面图中所示的菌丝纤维。市政污泥中的有机物通过热水解被释放到液相中，溶解的有机物经过黑曲霉（Aspergillusniger）真菌发酵，进一步合成具有高附加值的菌丝纤维。菌丝纤维经过自组装，形成易于回收的菌丝球。菌丝纤维是一种优质的纤维材料，可用于制备纸基材料、包装和填充材料。这些菌丝纤维还可以作为理想的前驱体用于制备杂原子掺杂的碳基材料，可用作电池、超级电容器、燃料电池和氢存储材料。因此，生物精炼技术在通过真菌发酵将有机废物转化为高增值的生物基材料（如菌丝纤维）方面具有诱人的潜力。

第3期

复杂曲面薄壁构件是火箭、飞机、汽车和高速列车等运载装备的关键结构。随着新一代运载装备对轻量化、长寿命、高可靠要求的大幅提升，传统的多块拼焊结构无法满足这些要求，迫切需要整体化的复杂曲面薄壁构件。面对整体薄壁构件制造的巨大挑战，发展出适用于管、板、壳类构件和轻合金构件的新一代流体压力成形技术。利用流体介质压力调控变形区应力状态的方法，可解决薄壁构件起皱、开裂与局部减薄的难题。在此基础上，发展出一系列复杂薄壁构件成形新工艺，包括管类构件低载荷液压成形、板类构件双向加压成形、椭球壳体无模液压成形和难变形材料双调热介质成形。新一代流体压力成形技术突破了传统技术的制造极限，大幅提升了新一代运载装备制造技术的水平。

第4期

空天地一体化信息网络由天基、空基和地基网络深度融合而成，天基网络包括高中低轨卫星星座，空基网络包括临近空间、民航飞机和无人机等飞行器通信平台，地基网络包括非地面网络地面段及蜂窝移动通信系统等。通过统一协同规划，可以突破天基、空基和地基网络各自的局限性，为航空飞行提供大容量高速率的全球无缝通信服务。

第5期

在光电器件中使用环保材料，包括场效应晶体管、发光二极管、光伏电池和传感器，引起人们广泛的研究兴趣，原因是这些材料具有可持续性和可生物降解性，可以替代化石燃料。因此，可持续材料与电子产品的集成可避免自然资源的浪费，同时保护环境，带来了一定的经济效益。在“绿色化工：软物质专题”专题中，我们回顾了源于大自然的可持续材料作为有机光电子无源器件和有源器件（如基板、绝缘体、半导体和导体）的应用，希望能引起人们对绿色和可持续产业的潜在和实际应用的研究兴趣。

第6期

智能工艺规划是实现智能制造的关键技术之一。工艺规划问题求解难度高，通过分析工件的工艺网络图以及图中节点的拓扑关系，基于网络图中OR节点的工艺选择逻辑，建立并求解工艺规划问题的混合整数规划模型，能够生成工件的最优工艺路线。该项建模技术已通过大量公开实例验证，突破了传统工艺规划桎梏。在实际应用中，工艺人员仅需输入工件的工艺参数，就能在较短计算时间内得到最优工艺路线，以提高生产效率。

第7期

当一定比例的人口通过感染或接种疫苗对一种传染病（如COVID-19）产生免疫时，就会形成群体免疫。接种了疫苗的人群对该种疾病会产生抵抗力。当一个群体中有足够的免疫个体时，就可以防止疾病在人与人之间传播，从而实现群体免疫。有了群体免疫，整个社会都得到了保护，包括无法接种疫苗的人，如婴儿和慢性病患者。每个人都有责任为建立群体免疫作出贡献。只有每个人都安全了，大家才会安全。

第8期

电能具有较高的生产效率和向其他类型能源转换的能力，已经成为能源互联网的中心支柱。就像能量管理系统在电网中扮演的角色一样，多能互补综合能量管理系统（IEMS）是能源互联网的“大脑”，支持电、热、冷、气、水、电气化交通等多种能源形式的综合能量管理与运行控制。IEMS可适用于不同范围的能源系统，如家庭、建筑、工业和商业园区、智慧城市等。封面所示是一个多能综合园区示例，园区内含有分布式能源站、新能源、充电桩以及商业、工业等多种类负荷。通过与多能园区进行信息交互，IEMS可以实现状态估计、优化调度、安全控制和虚拟电厂等功能，提升能源利用效率，支撑可再生能源消纳，创造降低能耗成本的新型共享经济模式。

第9期

封面描绘了信息物理生产系统（CPPS）在推动下一代安全、高效、智能工业升级，打造智能生产制造的“未来工厂”中的贡献。文中，王笑楠等探讨了智能生产制造的三个关键点，即数据驱动的生产系统、分布式的智能制造和保证数据安全的集成区块链技术，推动CPPS成为新一代智能、低碳生产制造系统的关键支撑技术。

第10期

肿瘤是严重威胁人类健康的全球性挑战。肿瘤的早期诊断和有效治疗十分困难。随着科学技术的发展，越来越多的新方法和新策略被应用到肿瘤诊断和治疗中。封面背景是一个血液供应充足的肿瘤细胞。中心气泡中的放大镜、药物和手术刀代表肿瘤的诊断和治疗。其周围的气泡包含六种具有代表性的新技术，从左上开始按顺时针方向分别为：液体活检、人源性肿瘤组织异种移植、多组学整合分析、人工智能医学影像、类器官和纳米医学。

第11期

高约束放电是未来聚变堆运行的基本模式，在放电过程中实时注入锂可以有效抑制杂质辐射，降低再循环，长时间维持和控制高约束等离子体。全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）是首次利用锂粉注入实现长时间、高约束等离子体放电的装置。绿色光是锂注入时发生电离产生的光。

第12期

气候变化是当今全球各国面临的共同挑战，中国在全球气候治理中发挥着重要的建设性作用。年9月，中国政府承诺：二氧化碳排放力争于年前达到峰值，努力争取在年前实现碳中和。本专题在充分考虑中国经济社会发展、技术可达性、措施可行性等因素下，通过反复优化和论证，提出碳中和目标下中国实现碳达峰的路径及举措，旨在为全球实现碳中和目标提供参考。封面所示为甘肃敦煌兆瓦熔盐塔式光热电站，设计年发电量达3.9亿千瓦时，每年可减排二氧化碳35万吨。

注：论文反映的是研究成果进展，不代表《中国工程科学》杂志社的观点。