在重慶大學舉辦的“院士講堂”活動中,中國工程院院士潘復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的奧秘,更為年輕學子指明了未來科技創新的重要方向。
材料是文明的基石,也是現代工業的命脈。潘院士開篇即指出,人類文明的進步史,本質上是一部材料發展史。從石器時代的工具,到青銅器、鐵器的應用,再到硅基半導體催生的信息革命,每一次材料技術的突破都深刻改變了人類社會的生產與生活方式。他強調,材料科學不僅是基礎學科,更是支撐國家重大戰略需求、推動產業升級和保障國家安全的核心領域。在航空航天、新能源、電子信息、生物醫療等前沿領域,新型材料的研發往往是技術突破的關鍵所在。
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原狀;石墨烯以其單原子層的厚度和卓越的導電導熱性能,被譽為“新材料之王”;超導材料在臨界溫度下電阻為零,展現出巨大的應用潛力。這些神奇的特性源于材料內部原子、分子的排列與相互作用,通過精密的科學設計,人類正不斷解鎖材料的無限潛能,創造出性能遠超天然物質的新型材料。
講座的核心聚焦于鎂基能源材料這一前沿領域。潘院士詳細闡述了鎂資源的優勢: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、易于回收等優點。傳統鎂合金的耐腐蝕性和高溫性能不足限制了其廣泛應用。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”目標背景下,發展高效、安全、綠色的新型儲能技術至關重要。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險。潘院士分享了其團隊在新型鎂基電極材料、高效電解質體系以及電池結構設計方面的最新進展,這些研究成果正推動鎂電池從實驗室走向產業化。
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、資源豐富而被認為是極具潛力的固態儲氫介質。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、提高反應動力學性能,為氫能的大規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,材料科學是一個充滿機遇的廣闊舞臺。他寄語青年學子要夯實數學、物理、化學等基礎學科知識,培養跨學科的思維能力,保持對科學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鍵領域必將取得更多原創性突破,為全球能源轉型和可持續發展貢獻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。潘復生院士以其深厚的學術造詣和前瞻性的戰略眼光,為重慶大學的本科生們點亮了材料科學研究之路,激發了他們對科技報國的熱情與擔當。材料的神奇世界正等待著新一代青年去探索、去創造,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。