在重慶大學(xué)舉辦的“院士講堂”活動中,中國工程院院士潘復(fù)生教授為本科生帶來了一場題為《材料的重要性、神奇性和鎂基能源材料的發(fā)展機遇》的精彩講座。此次講座不僅深入淺出地揭示了材料科學(xué)的奧秘,更為年輕學(xué)子指明了未來科技創(chuàng)新的重要方向。
材料是文明的基石,也是現(xiàn)代工業(yè)的命脈。潘院士開篇即指出,人類文明的進(jìn)步史,本質(zhì)上是一部材料發(fā)展史。從石器時代的工具,到青銅器、鐵器的應(yīng)用,再到硅基半導(dǎo)體催生的信息革命,每一次材料技術(shù)的突破都深刻改變了人類社會的生產(chǎn)與生活方式。他強調(diào),材料科學(xué)不僅是基礎(chǔ)學(xué)科,更是支撐國家重大戰(zhàn)略需求、推動產(chǎn)業(yè)升級和保障國家安全的核心領(lǐng)域。在航空航天、新能源、電子信息、生物醫(yī)療等前沿領(lǐng)域,新型材料的研發(fā)往往是技術(shù)突破的關(guān)鍵所在。
談及材料的神奇性,潘院士以生動的實例展示了材料科學(xué)的魅力。例如,具有“形狀記憶”功能的合金能夠在特定條件下恢復(fù)原狀;石墨烯以其單原子層的厚度和卓越的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能,被譽為“新材料之王”;超導(dǎo)材料在臨界溫度下電阻為零,展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。這些神奇的特性源于材料內(nèi)部原子、分子的排列與相互作用,通過精密的科學(xué)設(shè)計,人類正不斷解鎖材料的無限潛能,創(chuàng)造出性能遠(yuǎn)超天然物質(zhì)的新型材料。
講座的核心聚焦于鎂基能源材料這一前沿領(lǐng)域。潘院士詳細(xì)闡述了鎂資源的優(yōu)勢:鎂是地殼中含量第八豐富的元素,我國鎂資源儲量居世界首位,且鎂合金具有密度低、比強度高、阻尼減震性好、易于回收等優(yōu)點。傳統(tǒng)鎂合金的耐腐蝕性和高溫性能不足限制了其廣泛應(yīng)用。潘院士團隊長期致力于鎂基材料的研究,特別是在鎂基儲能材料和鎂電池方面的突破性工作。
他指出,在“雙碳”目標(biāo)背景下,發(fā)展高效、安全、綠色的新型儲能技術(shù)至關(guān)重要。鎂離子電池因其理論容量高、資源豐富、成本較低、安全性好等優(yōu)勢,被視為下一代儲能電池的有力競爭者。與鋰離子電池相比,鎂電池不易形成枝晶,安全性更高;鎂資源分布廣泛,可避免鋰資源的地緣政治風(fēng)險。潘院士分享了其團隊在新型鎂基電極材料、高效電解質(zhì)體系以及電池結(jié)構(gòu)設(shè)計方面的最新進(jìn)展,這些研究成果正推動鎂電池從實驗室走向產(chǎn)業(yè)化。
鎂基儲氫材料也是潘院士重點介紹的方向。鎂因其儲氫容量高、資源豐富而被認(rèn)為是極具潛力的固態(tài)儲氫介質(zhì)。通過納米化、合金化、表面催化改性等手段,可以有效降低鎂基材料的吸放氫溫度、提高反應(yīng)動力學(xué)性能,為氫能的大規(guī)模安全存儲和運輸提供了新的解決方案。
潘院士鼓勵在場的本科生,材料科學(xué)是一個充滿機遇的廣闊舞臺。他寄語青年學(xué)子要夯實數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科知識,培養(yǎng)跨學(xué)科的思維能力,保持對科學(xué)探索的好奇心和堅韌不拔的毅力。他相信,隨著年輕一代科研工作者的成長,中國在鎂基能源材料等關(guān)鍵領(lǐng)域必將取得更多原創(chuàng)性突破,為全球能源轉(zhuǎn)型和可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)中國智慧與中國方案。
本次“院士講堂”不僅是一場知識的盛宴,更是一次精神的激勵。潘復(fù)生院士以其深厚的學(xué)術(shù)造詣和前瞻性的戰(zhàn)略眼光,為重慶大學(xué)的本科生們點亮了材料科學(xué)研究之路,激發(fā)了他們對科技報國的熱情與擔(dān)當(dāng)。材料的神奇世界正等待著新一代青年去探索、去創(chuàng)造,而鎂基能源材料的或許就孕育在這些年輕而充滿活力的頭腦之中。