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                                                  俞書宏院士:纖維素將成為未來發展的基礎材料

                                                  2022年07月29日 09:16 閱讀:3,663

                                                  第八屆全球深商大會暨光明科學城大會,中國科學院院士、南方科技大學講席教授、南科大創新材料研究院院長俞書宏作主題演講,他表示,人類社會發展的核心動力就是材料創新,材料是現在社會發展的重要物質基礎。希望通過南科大的優勢,通過研發平臺的建立,在最短的時間,采用最高效、最優化的方式來研發新的材料。

                                                  以下為演講實錄,有刪節:

                                                  制造業是立國之本,強國之基。狹義上講,制造是指將原材料加工為成品的過程,因此,工業制造與材料息息相關。材料最重要,人類社會發展的核心動力就是材料的創新,從石器到鐵器再到現在使用的新材料,每個時代都有新材料出現,材料的不斷發展見證了時代的變遷。所以材料的創新對一個城市和一個國家的發展非常重要。

                                                  材料與制造業發展息息相關。材料影響各個行業的發展,包括化工、紡織、汽車、機械裝備、計算機、環保、航空航天、新能源等等。應該說,材料是現代社會發展的一個重要的物質基礎。

                                                  全球環境問題和城市發展、人類健康密切相關。塑料產業非常龐大,為我們的生活帶來了極大的便利,但是塑料的廣泛使用給地球帶來的危害也逐步凸顯出來。除了大塊的塑料,陽光、機械力的作用會將其分解成微米、納米級的塑料,這些微塑料嚴重污染了陸地及海洋,這些微塑料都是納米、微米級的,會通過大氣、河流循環,導致包括土壤、空氣、水體等生態系統都遭受到微塑料的污染。

                                                  科學界對塑料的使用和微塑料的污染,無論是《科學》雜志還是《自然》雜志都一直很關注。所以我們今后一定要減少塑料的使用,因為這些微小的塑料給人類帶來了危機。我們也在研究未來應該用什么材料來替代塑料。

                                                  從原始文明到農業文明再到工業文明,塑料是工業文明的產物,它的影響與每個家庭相關。在生態文明發展階段,我們要思考如何解決碳中和的問題。

                                                  自古以來,二氧化碳和水就給我們帶來了糧食、棉花等產品,這是人類賴以生存的最基本的材料。中國是一個農業大國,很多地區的主要產業都是農業。大家都知道,塑料制品的原材料是煤和石油,而地球上的煤和石油總有一天會用完。因此,我們今后用取之不盡的生物質來創造新的材料是一個很好的選擇,這些新的材料在性能方面比現在的復合材料更加好。

                                                  我們每天都要吃蔬菜,蔬菜里面的纖維素非常多,這些纖維素是非常好的膳食纖維,是人類必需的物質。我們實驗室一直圍繞纖維素納米纖維的提取做了大量的工作。日本的科學家很早之前發明了提取纖維素納米纖維的方法,但是遺憾的是不能量產。而我們現在可以實現,一個小時生產幾噸的高品質的納米纖維素。傳統的纖維素可以做紙張,用我們的技術,可以把A4紙變成很多張由納米和微米尺度的纖維構筑的紙張。我們現在的技術可以把一根纖維素纖維變成成千上萬的納米級纖維。

                                                  我們現在做出的這個紙很柔軟,而且是透明的,用完之后放到土壤里,三周之后會自動被土壤中細菌消化掉,是非常環保的。這種紙張能夠耐受零上200度到零下200度,這個材料幾乎是零膨脹,可以在高端的領域應用,能夠提升電子器件的性能。

                                                  我們還可以把一些稻草秸稈加入生物質變成板材,它的抑菌性能非常好,不怕火燒,可以做成各種家具,避免發生火災。同時,納米纖維做出來的材料與聚乙烯等材料相比,很多指標優越于現在工業使用的塑料。因為這個材料是纖維素做出來的板材,輕質高強,還具有零膨脹的特性,很多性能超越了新一代的鋁合金。

                                                  纖維素基材料也可以通過微生物合成。未來我們把這種細菌進行馴化,讓它吃營養物,生產大量的納米纖維素,可以做成食品,也可以通過生物合成的方法設計出高性能的結構材料。這種材料的優勢是,受到外力沖擊的時候,不像陶瓷制品、工程塑料很容易破損。此外,這種材料密度只有鋼鐵的1/6,鋁合金的一半,在溫度變化的時候,材料零膨脹,對環境耐受性非常好。在未來的高技術領域有望帶來產業上的變革。這種材料做出來之后具有非常好的抗沖擊性能,同時能夠具有隔熱、防火、隱身功能,過配方和結構的設計,變成完美理想的材料。這種材料在未來的工程領域,包括生物醫學工程等方面,都具有重要的應用前景。

                                                  南科大在光明區充分發揮其優勢,助力光明科學城的創新發展,滿足深圳對一些高新技術和人才的需求,特別是高度重視自由電子激光和材料基因組等深圳基礎科學設施建設,希望為研發人員提供良好的平臺條件,在最短的時間,采用最高效、最優化的方式來研發新的材料。

                                                  我們建立了南方科技大學創新材料研究院,目標也是緊緊圍繞光明區的產業和深圳對新材料方面的需求來進行創新,推動這些新材料的產業化應用,并希望和企業家、投資者在科技創新方面進行深度的合作。

                                                    本文來源: 全球深商 責任編輯:sinomanager_zhang
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