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【科学讲座】Tony Cheetham:New Materials for the 21st Century

2017年10月10日晚7点,中国科学院大学荣幸地请来了英国皇家科学院的副主席Tony Cheetham 在玉泉路校区礼堂为国科大学生进行了一场全英文讲座。科学前沿讲座名家系列讲座Ⅰ历来邀请的都是科学界的大师们,但这次,伴着骤雨初歇的好天气,前来听讲座的学生们尤其兴致勃勃。通过海报,同学们对这场主题为New Materials for the 21st Century (二十一世纪新型材料)的讲座已经有了一定的了解,面对翘首以盼的学生,Tony Cheetham 教授不负众望,用他流利的语言,鲜明的思路和广博的见识为同学们上了一节价值不菲的课。

讲座开始,教授很有风度地向大家表示了问候,礼堂内掌声不绝于耳。教授首先从21世纪初人们面临的巨大棘手的问题与挑战入手,强调材料学的发展和进步对社会产生的影响之大——无论是环境污染,能源短缺,社会安全还是生命健康,材料科学都必将在这些方面大展身手。接着,教授简单地举出了同学们日常生活中的各种材料应用和形色各异的古代材料,其中,教授尤其对宏大的秦始皇陵兵马俑和巧夺天工的罗马酒杯表达了自己强烈的兴趣。

材料学在过去有过许多令人震惊的成果,就此,Tony Cheetham 教授以纳米碳为例,详细地为同学们讲述了其应用给社会带来的便利与贡献,然后又引申到各种纳米级粒子,从而介绍了纳米科学对能源科技的影响,令同学们大开眼界。

随后,教授指明,所有材料皆源于元素,元素正是根本。为了更贴近生活,生动讲座,教授拿出了自己的iPhone,说到其中含有46种元素,并从iPhone的组成中分析了一些先进的材料运用。紧接着,教授谈到现在随处可见的电子显示屏所深深依赖的稀土元素。稀土元素在现在的生产生活中应用非常广泛,而稀土资源的开发甚至是上升到了国家战略地位,但倘若没有材料学对稀土元素价值的挖掘,可能人类还对这宝贵的财产视而不见。尽管稀土元素在许多方面造福于人类,但与此同时,稀土的开采对环境也造成了一定的污染。

在能源方面,教授着重提出对太阳能的利用,设计出能高效储存太阳能且耗费低的太阳能电池可以极大的缓解如今的能源危机。教授向我们展示了他与他的学生在这方面的成果。小结的时候,他展望了这个领域的未来工作,旨在激起同学们的兴趣并为同学们指明了研究方向。

紧跟时代,教授又给我们介绍了Tesla-S 汽车,这款以锂钴铝氧电池为动力的汽车,不仅充电速度快,速度也是非常可观,还有运用超导材料的超高速磁悬浮列车,再有极其舒适,更加安全的用到新型材料碳纤维制造的梦幻客机波音787。教授还附上了自己在波音787驾驶舱参观的照片。碳纤维材料如今还被运用到F1赛车上,由于其轻和坚韧的特点,使得F1赛车性能更好更加安全,有效减少了参赛选手出现事故的频率。

最后,教授分别讲解了材料学在现代灯光方面的应用(如LED和在医药学上的广泛使用),然后自然地向同学们提出了他眼中的材料学的Future Target。结尾的学生提问的环节再一次将这场讲座推向高潮,教授也不住地赞叹同学们提出的问题,经过一番耐心的回答,同学们亦心有所得。临走时,Tony Cheetham 教授真诚地夸奖了国科大的学生们,对他们能够用英语提出各个有价值的问题表示惊喜,言语之间充满着对同学们未来的期待和鼓励。至此,讲座完美谢幕。(文/陈兴功 图/陈兴功 来源 国科大记者团)

主讲人介绍:

Tony Cheetham is the Goldsmiths' Professor of Materials Science at the University of Cambridge and the Treasurer and Vice President of the Royal Society. He obtained his D.Phil.at Oxford in 1971and did post-doctoral work in the Materials Physics Division at Harwell. He joined the Chemistry faculty at Oxford in 1974, and then moved to UC Santa Barbara in 1991 to become Professor in the Materials Department. In 1992 he took up the Directorship of the new Materials Research Laboratory, which he led for 12 years. Cheetham was the Director of the International Center for Materials Research at UCSB for three years before moving to Cambridge in 2007.

Cheetham's research has spanned both inorganic materials and metal-organic frameworks, and he has received numerous awards for his work. These include the Somiya Award of the IUMRS (2004),the Platinum Medal of the IOM3 (20 11),and a Chemical Pioneer Award from the American Institute of Chemists (2014).He is a member ofthe German National Academy of Sciences (Lcopoldina), the World Academy of Sciences (TWAS),and the American Academy of Arts and Sciences, among others, and holds honorary doctorates from Versailles (2006), St. Andrews (2011), Tumkur (2011) and Warwick (2015).

延伸阅读:

“科学前沿进展名家系列讲座”创办于2014年9月,是中国科学院大学为本科生开设的必修课程,同时欢迎研究生与教职工参加,由中国科学院大学本科部主办,讲座召集人为周琪院士。该课程按照数学、物理、化学、生物、材料、计算机六个专业,邀请相关科学领域的院士等知名专家开展专题讲座。通过讲述科学故事、介绍相关学科方向的科学前沿进展,让学生在本科阶段了解不同学科的科研方向与主要进展,拓宽学生的学术视野,为他们最终选择学科专业与专业方向提供丰富的判断依据。