一种神奇的新材料,助力大国重器探索地球最为深远的疆界;一场民用化的实践,使高新技术在日常生活中演化出万般可能;一次研究者的赛跑,让世界看到中国新材料研发的奋斗与崛起;本期节目,让我们一起见证中国“空间时代材料”的发展,欢迎收看《空心玻璃微球的大时代》。
本期嘉宾:严开祺,博士,中国科学院理化技术研究所研究员、博士生导师、中科院青年创新促进会优秀会员、国家科技专家库入库专家;长期从事微纳米功能粉体材料软化学制备研发、曾任“奋斗者”号全海深载人潜水器副主任设计师,荣获北京市科技新星、第三届强国青年科学家、第25届中国青年五四奖章。
“您关注过材料吗?其实只要您稍微留心就会发现生活中的方方面面都离不开材料,我们也时时刻刻地受益于材料,今天这位嘉宾就通过材料研发。助力了大国重器的发展。”
主持人对桌子上一瓶白色沙状材料感到好奇,“刚才开场的时候就说了是可以制造大国重器的,你今天把它带到了现场,就是它吗?”主持人问。“对,专业术语叫空心玻璃微球,它是一个微米级的中空薄壁的一个球形粉末。我们把它放大之后,您可以看到这个照片,就是这个样子。”严开祺说。
随着主持人把手中的100亿颗空心玻璃微球轻轻摇晃,瓶内细小的颗粒从沙状成为了白色浪涌,像是牛奶一般浮沉着。“它非常神奇的,晃一下就跟水一样了,它流动性非常的好!放一会它就又变成‘沙子’了”主持人惊讶地说。
严开祺肯定了主持人的说法,“它有这种轻质、高强、隔音、隔热、耐化学环境的特点,它有这种球形的外形,滚轴效应、流动性非常好,所以它也是一个非常重要的一种战略性材料,前期也是我们国家的被卡脖子的一种材料。”而该材料在加入树脂复合之后,能够作为固体浮力材料完成更多惊人壮举。
比如,在“蛟龙号”、“深海勇士号”、“奋斗者号”等深海探测器中,它都被广泛、大量的使用。“万米以下的海底压力有1000多个大气压如果要把它做得很轻,大部分材料都是很难扛住那个压力的,而这种材料它可以。”严开祺指着下潜深度10909米的奋斗者号深海探测器说,“这个材料可以帮助深海装备实现在水下的悬浮定位和无动力浮潜,节省航海设备在深海作业的能量损耗。”
作为大国重器,“奋斗者号”在空心玻璃微球材料的帮助之下,于地球最深处——马里亚纳海沟,完成了举世瞩目的深潜。
说到这,不由得我们想要为我们高科技的研发人才,这些高科技的奉献者送上我们的敬意。主持人说,像这样一种材料,在民用领域有哪些用途?
谈及民用产品序列,严开祺开始逐一介绍:“那么它就可以用到比如说塑料、橡胶这些领域里,提高材料的刚性、耐温性,降低它的密度;也可以把它用到涂料里给它赋予隔热、耐高温、热反射保温等功能;还有一些更高端的的应用,比如说我们可以把它用到电子产品里,如蓝牙键盘、天线基站、手机背板……它中空的结构,能让透波性能更好,信号传输更好”。严开祺还陆续列举了轻量化的胶带、 气体净化的蜂窝、鞋材、深海采矿、油气开发管道等不同领域、行业的产品。
和传统材料相比更好的性能、更优的成本、更能赋予产品想象力的载体……这些都是空心玻璃微球在大国重器之外,能为不同行业带来的革新。“我们真的为新崛起的这一代科学家我们国家的栋梁、这批年轻人鼓掌叫好,同时我们也看到了我们祖国的勃勃生机,而这勃勃生机正来源于他们的努力、他们的不断创新、他们的辛勤耕耘。在这里我祝福他们,并且祝福我们的高精尖产业能够有所新的突破。”主持人说道。