東方科技論壇:院士專家建議加強(qiáng)低維材料研究與應(yīng)用

文章來源:  |  發(fā)布時(shí)間:2016-07-14  |  【打印】 【關(guān)閉

  
 
 

■本報(bào)記者 黃辛 

從基于納米纖維膜的水凈化技術(shù)到用于液晶顯示的光學(xué)補(bǔ)償薄膜,從可穿戴的纖維狀能源器件到面向智能服裝的低維功能材料……這些高精尖材料背后,都有同一個(gè)關(guān)鍵詞:低維材料。

日前,江明、顏德岳等7位院士與60多名來自國(guó)內(nèi)外高校、科研院所以及企業(yè)高層的專家學(xué)者以“低維材料體系基本科學(xué)問題和應(yīng)用探討”為題,在滬開展深入研討與交流,并建議加強(qiáng)低維材料的研究與應(yīng)用。

美國(guó)工程院院士、東華大學(xué)先進(jìn)低維材料中心主任兼首席科學(xué)家程正迪介紹說,在實(shí)體空間中,材料總是表現(xiàn)出長(zhǎng)、寬、高3個(gè)維度,因此人們?nèi)粘K姷牟牧弦话愣际菗碛邢喈?dāng)大維度的條、面、塊。然而,當(dāng)這些材料逐漸地變薄、變細(xì)、變小,在長(zhǎng)、寬、高等某些維度或全部維度上的尺寸足夠小時(shí),就會(huì)成為“低維材料”。例如零維材料(量子點(diǎn)、原子簇等)、一維材料(高性能纖維、納米線等)、二維材料(功能膜材料等)。

事實(shí)上,當(dāng)材料在某一維度的尺寸足夠小時(shí),比如達(dá)到一個(gè)分子乃至一個(gè)原子的尺度范圍時(shí),就會(huì)展現(xiàn)出不同于日常材料的特性,在力學(xué)、光學(xué)、磁學(xué)等領(lǐng)域具備神奇性能,變身為傳說中的“智能材料”。

程正迪表示,從可折疊的柔性電池、可彎曲的非平板顯示器,到可穿戴的電子智能終端……當(dāng)材料更輕或更薄乃至隱于無形時(shí),這些低維材料就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)物質(zhì)和能量的調(diào)控,促進(jìn)生命健康、智能生活、航空航天、深地深海探測(cè)等領(lǐng)域的升級(jí)變革。

復(fù)旦大學(xué)教授江明表示,低維材料覆蓋廣泛,基礎(chǔ)知識(shí)的積累對(duì)推動(dòng)高新材料發(fā)展具有重要作用,必須關(guān)注“在新條件下如何應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí)立足經(jīng)典問題來發(fā)展新材料”這一關(guān)鍵問題。上海交通大學(xué)教授顏德岳表示,低維材料如今已發(fā)展到關(guān)鍵期,任何科學(xué)問題的發(fā)展都是以基礎(chǔ)科學(xué)研究為前提,“在低維材料研究中,應(yīng)同樣以應(yīng)用研究為導(dǎo)向,重視基礎(chǔ)科學(xué)問題研究”。

程正迪還表示,21世紀(jì)是交叉學(xué)科的時(shí)代,新學(xué)科在21世紀(jì)能夠成長(zhǎng),首先應(yīng)在科學(xué)上有延展性、在學(xué)術(shù)上有包容性、在社會(huì)上有應(yīng)用性。低維材料體系就是軟物質(zhì)科學(xué)、工程、物理的重要交叉,這個(gè)新型學(xué)科融合了有機(jī)、無機(jī)、金屬等學(xué)科,包含了很多現(xiàn)代科學(xué)問題,尤其化學(xué)上的合成多樣性、加工上的多尺度性等使該學(xué)科具有了很強(qiáng)的生命力,相信低維材料研究前景廣闊。

與會(huì)專家學(xué)者表示,低維材料體系研究和應(yīng)用亟待各方密切合作,努力面向國(guó)家重大需求尋求突破,為科技創(chuàng)新作貢獻(xiàn)。

《中國(guó)科學(xué)報(bào)》 (2016-07-14 第4版 綜合)