转自:上观新闻
你可知,从医用功能敷料到医疗设备涂层,抗病毒除了吃药还能用材料?“利用活性多糖材料—病毒的相互作用,有效‘诱捕’新冠病毒,通过材料与病毒竞争性结合,阻止病毒与宿主细胞结合,从而达到抑制病毒感染作用,对未来新冠变体的预防与治疗具有战略意义。”
作为生物材料专家,上海大学校长刘昌胜院士近日结合自身学科专业背景,开讲“新时代的中国”国情教育专题讲座,花近100分钟时间、用107页PPT,解析新材料在国之重器中有何重要地位及应用成果。“在面向经济主战场的战略性新兴领域涉及的44项新材料关键技术中,中国有37项关键技术处于全球领先优势。”
新材料成国家博弈“杀手锏”
我国部分关键领域实现反超
当天下午,上海大学伟长楼报告厅座无虚席,来自全校27个学院的1300余名师生现场集中听课。云课堂上,来自复旦大学、上海交通大学、同济大学、华东师范大学、上海外国语大学5所部校共建新闻学院师生,以及全市16个区级融媒体中心的采编人员共5500余人次,通过“线上直播”同步听课。解放日报·上观新闻记者了解到,这一系列讲座由中共上海市委宣传部、上海大学共同主办,也是上海大学第二十三届研究生学术文化节“泮池研学创新赋能”首场讲座。
所谓“一代材料一代技术,一代材料一代装备”,材料向前一小步,人类文明进步一大步。“无论是‘上天’还是‘下海’,重大工程都是由材料支撑的。”从四次工业革命,到超导领域的五次诺贝尔物理学奖,刘昌胜详细梳理了人类历史上材料的巨大跃迁,“人类的文明史就是一部材料发展演变的历史,文明的进步实质上就是材料发现、发明、使用的进步。”
对于学生们熟知的国产“大飞机”,这样一架大型客机需要使用200多种材料,400万到600万个零部件。他举例说,“大家应该都听说过港珠澳大桥、贵州FAST射电天文望远镜吧?在海洋腐蚀性环境里,只有耐腐蚀的合金、高强度的钢索缆绳,才能支撑整个大桥大跨度建成,从而连接港珠澳。而轻力高强度铝合金面板的使用,助力全球最大单口径FAST射电望远镜建成,得以探索宇宙奥秘。”刘校长具体阐释为什么是新材料支撑起了大国重器,成为大国博弈新的“杀手锏”,以及面向国家重大需求、助力国家发展的利器。
“未来需求的先进材料必须坚持自主研发”,刘昌胜认为,纵使在高端新材料技术不断受到外部垄断和封锁的背景下,“我国在大部分制造领域实现了系统设计能力,部分关键领域如5G、北斗、高铁等实现了追赶甚至反超,全球新材料市场的重心逐步向以中国为代表的亚洲市场转移。”
“刘校长生动地将科研比喻为‘升级打怪’的过程,他在面对科研难题时,所展示的跨学科视野与创新思维让我深受启发。”上海大学材料科学与工程学院博士研究生刘美辰表示,这不仅加深了他对新材料领域的理解,更帮助他指明了未来科研道路上的努力方向。“相信通过不断积累与实践,我也能在‘升级打怪’的科研旅程中不断突破,取得更多成果!”
材料产业贡献全国23%GDP
建立“AI+材料”技术生态
当前,我国新材料迈入发展快车道,面向国家重大需求、经济主战场、人民生命健康等领域,形成了全球门类最全、品种与产量规模最大的材料产业体系。例如,建成了涵盖金属、高分子、陶瓷等结构与功能材料的研发和生产体系;高性能钢铁材料、轻合金材料、工程塑料等有力支撑和促进了高铁、载人航天、海洋工程等国家重大工程建设及轨道交通等产业走向世界;超级钢、电解铝、低环境负荷型水泥、全氟离子膜、聚烯烃催化剂等突破产业化关键技术,促进传统产业转型升级。
刘昌胜振奋地告诉师生们,“材料产业已成为我国的重要支柱产业,产值约占我国GDP的23%。”在基础研究论文发表上,多个子领域的论文发表量世界第一。尤其在面向人民生命健康的生物医用材料领域,中国取得了显著成绩。“以3D打印为代表的医工融合技术正推动骨科向数字化、精准化和智能化发展,心脏瓣膜材料国内多项技术创新,实现生物瓣从跟跑、并跑到局部领跑的快速发展!”
刘昌胜指出,材料研发智能化是实现我国先进材料及制造弯道超车的有效途径,未来新材料是发展新质生产力的关键。何谓“未来新材料”?一方面,要有支撑未来材料自身发展的基础共性技术,即基础原理、研究范式、底层技术和共性技术等;另一方面,材料要位于产业链上游,以先进半导体材料、低维材料、量子材料、超材料等为代表的未来材料,是支撑未来信息、未来能源、未来制造、未来生物等重点领域发展的基础共性技术。
在刘昌胜看来,在人工智能爆发式增长的背景下,如何建立起与算力基础、大数据、人工智能发展相适应、相匹配的“AI+材料”技术生态,是应对未来挑战的重要关键。“AI能够驱动新材料的发现,显著提高新材料研发效率。”尤其是在未来信息材料、未来能源材料、未来生命健康材料领域,AI赋能将大有作为。
校长授课吸引着校内外不少朋友一同“蹭课”。中国科学院某创新中心的汤江老师和朋友们全程收看收听讲座内容。汤江说:“材料塑造过去,也定义未来,新材料的深入研发与广泛应用一定会在国之大者、国之重器中发挥越来越重要的作用,一定会有力推动中国式现代化进程。”而上大新闻传播学院学生魏嘉雯、任书婷课后交流中表示,应当保持对科技的关注,从不同角度理解和报道科技新闻,为社会公众提供准确、全面的信息服务;同时,也要培养自身的创新意识和社会责任感,为推动科技进步、社会发展贡献一份力量。
题图说明:上大伟长楼,刘昌胜院士作“新时代的中国”国情教育专题讲座