一、實驗室簡介

“介科學與工程全國重點實驗室”的前身和發展要追溯到半個世紀之前。1986年在聯合國項目的資助下，化工冶金所流態化實驗室升級為中科院多相反應開放實驗室，首屆主任為郭慕孫院士。2001年更名為中科院多相反應重點實驗室。經科技部批準，2006年開始籌建并于2009年正式升級為多相復雜系統國家重點實驗室，首屆主任為李靜海院士。2022年經中科院批準重組為介科學與工程重點實驗室，2023年獲批建設全國重點實驗室。實驗室現任學委會主任劉中民院士，學委會副主任韓布興院士和謝在庫院士，主任楊寧研究員，副主任楊亞鋒研究員、劉艷榮研究員和姚明水研究員。

圖1. 實驗室發展歷程

圖2. 實驗室的科研布局

1.發展介科學理論與方法，支撐低碳重大應用：在介科學理論研究的成果基礎上，探索機理性可解釋人工智能、變分多尺度和粗粒化等前沿模擬分析方法及其有機結合，建立突破性的高效高精度計算模型與算法，發布大型系列軟件，建立相應的物性、裝備和生產運行數據庫。基于介科學方法與自主模擬軟件體系建立虛擬過程工程技術平臺，鑄就低碳過程和過程工業再造的智能內核，推動其研發和生產模式變革。

2.建立低碳關鍵技術群：過程工業流程長且產品門類極為復雜，CO2排放總量高且去除難度大。比如：過程工業的原油、煤炭、礦物年消耗量分別為6億、3億和20億噸，CO2年排放分別為13.6億、5.4億和24億噸，急需發展變革性低碳技術。為此，結合實驗室的研發基礎和相關的介科學研究進展，將重點突破碳基能源制化學品變革性技術、鐵礦提質與低碳冶煉變革性技術、近零碳電爐高效冶煉技術、基于CO2原位捕集的水泥生產新工藝，從工藝源頭實現低碳過程的流程再造。

3.發展過程耦合與系統集成方法，實現碳排放-質量-成本-效率綜合最優：發展全過程綠色度、碳排放和碳足跡的定量評價方法。針對典型工業過程的耦合及生態工業園區，如新能源發電(熱)-電解水制氫-煉油-化工-CCUS-廢棄物循環等，考慮能效、資源利用率、綠色度、經濟性、碳排放等多個目標，發展基于智能算法的多目標優化方法，獲得最優解，指導低碳技術的開發和實際工業應用。

圖3. 實驗室的研究平臺

二、現任領導

三、學術委員會

四、優秀人才

五、課題組

六、什么是介科學？

“介科學”是中國科學家率先提出的新領域，它是描述介尺度時空非均勻結構的形成和演化規律及其背后的驅動機制，即多種機制“競爭中的協調” 的科學理論及方法；旨在突破傳統統計平均方法和還原論方法的局限性，破解工程科學的復雜性，開創過程工程新紀元。

為進一步闡述介科學的內涵和前景，中國科學院過程工程研究所聯合英國牛津大學，對介科學產生的背景、面臨的挑戰和機遇進行了深刻而簡要的介紹。介尺度是指介于微觀（元素）尺度和宏觀（系統）尺度之間的尺度范圍，在這個尺度范圍內，存在一種特征結構，即介觀結構，具有空間和時間的動態異質性，這對系統的性能至關重要。需要介尺度的參數來將元素尺度的機制與系統的行為聯系起來。介科學的目標是發展一種盡可能普遍的原理，為不同層次的學科建立這樣的橋梁， 如圖3所示。詳細見《國家科學評論》（National Science Review）中“Mesoscience: Exploring the common principle at mesoscales”