江雷院士:科学研究应该“有所发现 有所发明 有所创造”

5月12日晚19时,玉泉路园区礼堂二楼会议室座无虚席,由中国科学院百人学者论坛 主办的国际化学年系列讲座第四场报告会在此举行。中国科学院化学所江雷院士以仿生智能纳米界面材料为题,图文并貌地展示了大自然的奥秘,加深了科苑学子对这一化学材料与生命科学交叉领域的理解。

百人学者论坛秘书长乔从丰教授主持报告会,百人学者论坛理事长宋卫国研究员向大家介绍了江雷院士,并向江雷院士赠送了百人学者论坛的纪念品。研究生院化学与化学工程学院副院长何裕建教授出席了会议。

100年前,美国著名物理学家亨利奥古斯特罗兰在《科学》上发表文章《为基础科学研究呼吁》。江雷院士以此作为开场白,鼓励科苑学子重视基础研究。为什么美国的科技水平可以引领世界?就是因为他们早在一个世纪之前就明白根深才能叶茂的道理。江院士引人深思的介绍立刻引起了在场同学的浓厚兴趣。

报告中,江院士援引毛***语录:有所发现,有所发明,有所创造来对比基础科学研究的三个境界。同时,他还指出做科学研究的指导思想就是效法自然,无中生有。从牛顿发现万有引力的偶然性,爱因斯坦得出狭义相对论的第一个灵感来源再到美国超大型客机的仿生对象,无一不说明认识自然的重要性。

接着,江院士以荷叶为什么出于淤泥而不染展开介绍所领导的团队在设计受生物启发的多尺度界面材料方面的研究。基础科学的研究就是要有所发现,我们经过长期的研究,从类似的一些自然现象中得出了一条定理,高院士讲道,微纳米结构和具有低表面能的材料是超疏水的关键所在;微纳米结构的排列和取向可以控制液体的运动趋势,同时材料的选择可以控制浸润状态。

除了受到荷叶的启发,高院士团队对于鱼儿为什么离不开水、仙人掌为什么能够在沙漠中生存以及蜘蛛具备了什么魔力才织出美丽的网丝等问题的研究进一步佐证了所得结论的正确性。

在此基础上,江院士进一步启发同学们科学研究还应该有所发明。谈到团队10多年的科研成果时,高院士指出多项仿生界面材料获得国际国内专利,受荷叶启发而设计的纳米材料已应用于服装业等领域。此外,超疏水和超亲水在高院士口中数次提起,由具备两种性质的纳米材料多功能组合得到的产品也有众多应用场合,比如国家大剧院的场壁玻璃就是实例之一。

经历了自然的必然王国,以及自然必然性的人工化之后,科学的自由王国就是有所创造。在此环节,高院士再次幽默地引用毛***语录你打你的,我打我的,来提示国内科研工作者勿要盲目学习国外,中国人要做自己的事情。温度和pH是影响生命细胞离子通道的重要影响因素,在发现界面理论的基础上,如何通过控制上述因素人工造出离子通道呢?高院士指出,这个过程需要将所制备的单纳米通道智能化;设计智能材料的原理是在承认分子结构功能的前提下,利用多尺度多维数的超越分子以上层次的结构来实现更高级的功能。

在提问环节同学们对蜘蛛丝能够蓄水的现象表现出了极大的兴趣。根据生物趋利避害的法则,蜘蛛丝在吸收水分之后会变重,而且容易收到空气流动的迫害,可是它为什么还要进行蓄水呢?蜘蛛网在很短的时间内,能够将水分从两端向中间转移,这一个过程是怎样控制的?针对同学们的疑问,江院士一一做了详细的解答。

在回答同学提问多学习一些哲学知识,是不是对我们的科学研究也有帮助?中,江院士认为答案是肯定的,并且指出科学的最高境界就是哲学。他还鼓励同学多看一些中国古代哲学,在如今科学的中心正往东方转移的时代,学习中国古代哲学的系统系对科学研究具有很大的启发性。

2011年是联合国确定的国际化学年,其主题是化学,我们的生活,我们的未来,据悉,中科院百人学者论坛将陆续组织知名化学专家到研究生院做系列报告,以彰显化学对于知识进步、环境保护和经济发展的重要贡献,重点介绍国际化学学科的最新进展。