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中英納米與材料科學(xué)合作蓄勢待發(fā)

發(fā)布時間:2008-01-09 作者: 來源: 瀏覽:619

  人們耳熟能詳?shù)募{米技術(shù)早已經(jīng)與化學(xué)、物理、生物等多個學(xué)科發(fā)生奇妙的交叉和融合,為這些領(lǐng)域支撐起更大的發(fā)展空間。而材料科學(xué)作為另一個激動人心的領(lǐng)域,直接影響著建筑、汽車、衛(wèi)生保健、電子產(chǎn)品等與人們生活息息相關(guān)的方面。在能源短缺、氣候變暖的今天,納米和材料科學(xué)肩負(fù)起改善人類生活質(zhì)量和環(huán)境的重要使命,承載著人們的希望。

  中英科技雙邊合作計劃于2005年1月簽署后,兩國在多個方面積極嘗試開展合作,納米和材料科學(xué)正式成為六大優(yōu)先合作領(lǐng)域之一。兩年來,雙方建立了由著名材料學(xué)家、英國牛津大學(xué)教授George Smith領(lǐng)銜的英中材料協(xié)會,并最終確立了納米材料、能源材料和生物材料三大優(yōu)先合作領(lǐng)域。

  2007年12月28日,《科學(xué)時報》記者經(jīng)過多方努力,終于在北京見到了英國倫敦大學(xué)學(xué)院教授郭正曉,他此次回國的主題依然是協(xié)調(diào)中英合作事宜。

  我代表“中方”

  當(dāng)眼前這位樸實憨厚的“洋”教授說出“我代表中方”時,任何人都要懷疑自己的耳朵。要知道他已經(jīng)在英國生活了23年,曾在英國多所大學(xué)任職,從未在國內(nèi)作長期停留。不過他緊接著的一句話讓人恍然大悟:“我代表中方,中間的中?!?/P>

  郭正曉1984年就遠(yuǎn)赴英國,博士畢業(yè)后,他在1995年正式進(jìn)入英國的學(xué)術(shù)系統(tǒng),開始從事結(jié)構(gòu)材料和能源材料的研究工作。在中國出生、在英國發(fā)展的背景令他能夠擁有中國文化給予的洞察力和英國文化給予的敏感度,使他具有促進(jìn)中英合作的得天獨厚的條件。郭正曉說:“催化劑能夠減少反應(yīng)的障礙,我就是要起到催化劑的作用,最大限度地減少中英合作的障礙?!?/P>

  由于之前一直和中科院金屬所、物理所和國內(nèi)一些大學(xué)有合作關(guān)系,因此在得知中英納米和材料合作啟動后,郭正曉意識到自己可以起到很好的橋梁作用:“出國后人們?yōu)樽鎳?wù)的方式可以不一樣,像我這樣回來晚的人或許可以用一些特殊方式,對中英合作起到更積極的作用?!?/P>

  在郭正曉等人的協(xié)調(diào)下,2005年12月,首屆中英先進(jìn)材料論壇在重慶召開,以Smith領(lǐng)銜的英方頂尖納米和材料科學(xué)家悉數(shù)到場,與中國同仁一道,制定了未來中英合作的基本框架,并將輕合金、復(fù)合材料和功能材料定為未來合作的潛在主題。

  為了讓中英材料科學(xué)合作持續(xù)發(fā)展下去,郭正曉還和英國其他科學(xué)家一道,建立了中英材料科學(xué)和納米技術(shù)籌劃指導(dǎo)委員會,籌劃未來的合作線路圖。

  郭正曉說,中英雙方到目前為止已經(jīng)在兩國召開了四五次會議,合作進(jìn)展很快,每次都有新的認(rèn)識。尤其是第一次會議,由于很多科學(xué)家在此之前彼此并不太了解,因此有“破冰”的效果?!斑@些研討、技術(shù)交流和政策交流特別側(cè)重于合作的前景和問題,可對合作可能性有更全面的認(rèn)識,比如語言、基金資助方式、到位情況等給合作帶來的問題和影響?!?/P>

  此外,中間人的努力還引起了英國各種資助機(jī)構(gòu)的重視,這也促使原來的短期資助變成較大的實質(zhì)性合作資助。2007年8月,在倫敦召開的中英清潔能源會議吸引了雙方頂尖科學(xué)家和資助機(jī)構(gòu)的參與。會后,英國工程和自然科學(xué)研究委員會(EPSRC)決定出臺一項600萬英鎊的特殊計劃,專門用于資助未來能源材料和納米結(jié)構(gòu)方面的研究。其他很多研究申請?zhí)岚敢步吁喽痢?/P>

  歷史和現(xiàn)實的互補(bǔ)性

  沒有互補(bǔ)性就沒有合作,那么中英兩國納米和材料科學(xué)研究的互補(bǔ)性在哪里?郭正曉認(rèn)為,這種互補(bǔ)性應(yīng)該分兩個層面。

  首先,英國的納米和材料科學(xué)研究開展得較早且較快,處在世界前列,有好的經(jīng)驗、技術(shù),也一直強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新。數(shù)據(jù)表明,其科研投入產(chǎn)出比在全球最高。因此,同英國合作可以讓中國更快地接觸前沿科學(xué)和管理方式。郭正曉特別強(qiáng)調(diào),英國有許多基礎(chǔ)性很強(qiáng)的研究,它們與應(yīng)用掛鉤緊密,或者根本就是因應(yīng)用需求而生。他認(rèn)為,英方研究的一個很好的亮點是,從基礎(chǔ)研究出發(fā),設(shè)計出先進(jìn)有效的設(shè)備,將設(shè)備作為成果轉(zhuǎn)化為一個公司。不光科研做得好,而且能夠及時產(chǎn)業(yè)化。他說,英國科技發(fā)展的戰(zhàn)略也已經(jīng)從強(qiáng)調(diào)原來的本地產(chǎn)業(yè)化、本地利用轉(zhuǎn)變?yōu)楸镜亻_發(fā),用靈活的機(jī)制滋生中小企業(yè),將這些科研成果快速轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品,將科研成果快速推廣到世界。

  相比之下,國內(nèi)的特點是經(jīng)濟(jì)發(fā)展快,納米和能源是重點,而且中國有很龐大的研究隊伍,并且科研經(jīng)費在增加。尤其是在1990至1999年的10年間,中國納米科學(xué)研究的水平和論文數(shù)量攀升入世界前列,目前從事納米研究的中國科學(xué)家超過3000人?!斑@些是最吸引英國人的地方?!惫龝哉f,“為了擴(kuò)大影響力,英方愿意與大國合作,尤其是在能源、環(huán)境、醫(yī)學(xué)等關(guān)鍵科學(xué)領(lǐng)域。研究的財富是全人類的,不應(yīng)該受到國界限制?!?/P>

  郭正曉特別提到Smith,他是此次中英合作的英方“焦點”人物。據(jù)介紹,Smith的整個科研生涯都致力于微觀結(jié)構(gòu)分析技術(shù)的開發(fā)和利用,目前最微觀的結(jié)構(gòu)分析技術(shù)??三維原子探針(3DAP)是他最突出的貢獻(xiàn)。由于材料性能的最終影響因子是在比納米更小的原子尺寸上,而原子尺度的結(jié)構(gòu)很難直接觀察,所以要利用原子探針的方法,通過電子束和結(jié)構(gòu)的相互作用,間接“看”到原子尺度結(jié)構(gòu)。Smith開發(fā)的位置敏感探針最終實現(xiàn)了三維原子探針,從探究材料的二維尺度邁向了立體結(jié)構(gòu),更好地表征了整個材料的性能,是通過分析原子來了解物質(zhì)化學(xué)成分的不均勻性的一種不可替代的方法。它能夠探測各種合金元素在納米晶材料不同相態(tài)及界面上的分布,以及測量比納米尺度更小的結(jié)構(gòu)變化和缺陷,從而在鋼鐵性能優(yōu)化中起到很大作用。這項成就讓Smith獲得了很多獎項和專利,材料界有名的雜志《材料學(xué)報》曾將年度大獎授予給他,而他也因此成為英國皇家學(xué)會院士。

  另一方面,郭正曉指出,納米科學(xué)技術(shù)貫穿于整個自然科學(xué),而每個研究團(tuán)體、每個科學(xué)家的能力都是有限的,都是從技術(shù)和知識的某一層面來認(rèn)識問題,因此,不同人的想法和處理方式都有他的精力所在和特點所在。“科學(xué)之所以會進(jìn)步就是因為大家都能從不同角度對同一個重要問題作出貢獻(xiàn),所以說納米合作的互補(bǔ)性是普遍存在的。有些時候,科學(xué)的發(fā)展是添磚加瓦式的,今天和明天的互補(bǔ)性也不一定固定,而是動態(tài)的?!?/P>

  采訪中,郭正曉關(guān)注更多的問題是如何最好地利用這些互補(bǔ)性,盡量通過交流,減少交叉重疊的部分,減少不必要的人才和資金浪費。他舉了兩個例子,在能源材料方面,英國在開發(fā)非貴金屬催化劑或者生物催化劑(比如氫化酶)來增加再生能源的利用效率方面走在世界前列,中國在這方面弱一些,但中國有豐富的生物資源和自然資源,這方面的合作能夠?qū)φ麄€清潔能源領(lǐng)域起到推動作用。此外,英國對氫和儲氫結(jié)構(gòu)的相互作用機(jī)理研究較早,一些研究手段比較先進(jìn),而中國在這方面發(fā)展很快,而且有潛在的應(yīng)用需求,因此加強(qiáng)合作很有意義。

  自由的合作模式

  郭正曉說,中英納米和材料科學(xué)合作與其他優(yōu)先領(lǐng)域相比,關(guān)注的范圍無疑是較為廣泛的。僅能源材料這個新概念就包含了和能源領(lǐng)域密切相關(guān)的多種材料,比如減

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