首页-青年人才托举工程
被托举人江雪，现为复旦大学信息科学与工程学院副教授。2014年本科毕业于南京大学物理学院，之后保送直博本校，师从程建春教授。期间，有幸到美国国家物理声学中心访问交流，受到likun zhang 教授和Josh Gladden教授的共同指导。此外，到美国加州大学伯克利分校进行一年的联合培养，师从张翔教授。之后，在香港浸会大学做博士后研究。2019年加入复旦大学信息科学与工程学院，从事智慧医疗方面的工作。
项目期间，获国家重点研发计划青年科学家项目、国家自然科学优秀青年基金项目、国家自然科学青年基金项目、上海市“曙光”人才项目等。
被托举人长期从事声学人工结构及其在医学超声诊疗技术中的创新应用研究，对相关理论研究、器件设计和实际应用开展了系统而深入的探索，熟悉学科发展动态，并在过去数年取得了多项重要研究成果。已作为第一通讯作者（含共同）发表30余篇SCI学术论文，包括 Science 、 Advanced Materials 、 Physical Review Letters 、 Physical Review Applied 等，其中， 3篇一作（含共同）论文被评选为ESI高引用文章部分研究成果曾入选 Science China Physics Mechanics &Astronomy 和 Applied Physics Letters 封面文章 、获编辑推荐 、得到美国物理学会专文评论或受到 Science Daily Scientific American 等学术媒体特别报道，总引用2400余次 ，单篇最高引用451次，引用量超过100次的学术论文8篇。已申请专利 12项， 获得专利授权2项。
基于上述研究成果，被托举人入选了《麻省理工科技评论》35岁以下科技创新35人、International Association of Advanced Materials (IAAM) Fellow 、2023 年度科技新锐、中国科协青年托举人才、上海市“曙光”人才计划、 上海市 35 岁以下科技创新 35 人引领计划、 上海市“晨光”人才计划、中国声学学会青年托举人才，获得 IAAM Scientist Medal 、 中国声学学会优秀博士学位论文等荣誉 。
2019年，经中国声学学会评选推荐，我非常荣幸入选了第五届中国科协青年人才托举工程。在中国声学学会托举导师团的支持下，着重开展高分辨率超声聚焦方面的研究。
得益于优异的生物相容性和无放射性等特点，超声作为一种安全无创的手段被广泛应用于医学诊断、外科手术和神经刺激等临床实践中。同时，相比于电磁波而言，超声在水下可以在更长距离上稳定传播，是目前水下探测的主要手段。对超声波的有效调控是医学超声、无损检测和水声探测等领域的重要问题，超声聚焦是超声场调控中最常见而关键的方法之一。超声聚焦的分辨率直接影响超声成像的精度和治疗的准确度，提高其聚焦分辨率、空间准确度和聚焦灵活性具有普遍的重要意义。
传统超声聚焦方法主要依赖于高成本的复杂相控阵、或体积庞大难以集成化的球面透镜，一定程度上制约了更高精度、更便携、更灵活的超声聚焦技术的发展。声学超材料能够实现突破常规性能限制的特殊声学性质，催生了一系列具有纷繁功能的新型声学器件，也为实现高精度、高性能、低成本、集成化的声聚焦提供了新的可能。
现有的声超材料聚焦研究相对常见于低频（<20kHz）空气声，水下超材料超声聚焦工作虽然具有巨大应用需求，但尚未得到充分发展。其难点在于，传统超材料透镜原理要求结构基元具有深度亚波长的尺寸，其特征尺度通常为十分之一波长以下，这对于频率更高的水下超声而言，将带来包括多模式耦合、黏滞损耗强、制备难度大等关键挑战。
提出具有稀疏结构的超声超构透镜，将传统超构透镜的特征尺度从十几分之一波长提升到一个波长的量级，透镜整体半径维持在数个波长，这从原理上解决了深度亚波长结构带来的上述难题，用这样一个略显“粗犷”的透镜实现“精细”的亚波长分辨率（0.58波长）聚焦性能。尽管结构特征“粗糙”，所设计的超声超构透镜却能实现更加“灵巧”的空间聚焦调控，除了常规的轴向聚焦，还实现了非轴向等三维任意位置聚焦，丰富了超声能量的汇聚形式。
《中国科学：物理学 力学 天文学》英文版(SCIENCE CHINA Physics, Mechanics & Astronomy, SCPMA) 2022年第2期封面文章出版了这项研究成果。并同期出版了南京大学程建春教授撰写的点评文章。
提高超声聚焦的精度和准确度是生物组织超声聚焦调控的重要目标。传统超声聚焦方法受到复杂电路系统调制或者自然材料声学属性的限制，难以实现亚波长聚焦分辨率和多样化聚焦形式。声学超构材料具有灵活调控超声场的能力，有助于消除传统聚焦技术的部分约束，以被动无源的方式实现高精度、高准确度的声学聚焦。然而，目前基于声学超构材料的超声聚焦，工作频段主要集中在相对较低的20~500 kHz，与生物医学临床实践中较常使用的兆赫兹超声频段仍有较大差距。超声频段的亚波长结构设计还需考虑多模态耦合、热粘滞等问题，单元结构的局部共振响应通常会使得声波聚焦效果局限于单个工作频率或较窄的工作频带。此外，为满足医学超声聚焦的需求，更加多样化的聚焦表现形式也值得深入探索。
提出了一种基于声学超构材料的多样化高分辨率超声聚焦方法，其具有亚波长聚焦精度、高聚焦精准度、宽有效工作频带、丰富的聚焦形式等优点，为超声聚焦技术的前沿研究提供了新思路，并为生物医学中的高分辨率超声成像技术提供助力。
首先开展高分辨率超声三维点聚焦方法研究。设计了一种特征尺寸为波长尺度、由锯齿状单元结构组成的平面式超构材料透镜，将声波聚焦的工作频率拓展至兆赫兹超声频段，超声波能量被结构表面反射并精确收敛在目标空间位置。
在高分辨率超声三维点聚焦形式的基础上，我们进一步丰富了对超声波聚焦形式的调控，实现了更自由、多样化的超声波束调制。除了以点状形式聚焦声波外，还研究了以线状形式聚焦超声波，称之为“超声刀聚焦”。 提出了一种基于声学超构材料的无源水下超声刀聚焦方法，将声波能量集中在一个尖锐的针状区域，具有高锐度的能量聚集效果和较宽的有效频率范围。
这种高锐度超声刀聚焦方法，通过设计基于锯齿状单元的声学超构材料结构，将超声波能量聚集在尖锐的“针状”区域，丰富了超声波的聚焦表现形式，实现了多样化的超声波束调控。实验结果表明，水下聚焦超声刀的锐度高达9.18，并能在相对较宽的0.9~1.15 MHz频率范围内保持超声刀聚焦形态。除了研究聚焦区域的超声强度分布，还探索了焦点处的聚焦温升过程，分析了焦点温差与超声作用时间、工作频率的关系。
这些成绩的取得与中国声学学会的大力支持密不可分。尤其感谢由他得安教授、程建春教授和Lawrence H. Le教授组成的导师团的悉心培养，在科研及生活上给予了极大支持。在今后的工作中，我将继续探索声学人工结构及其在医学超声诊疗技术中的创新应用研究。
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