2020年6月7日,参加“复旦导师计划”的2022届上中学生在念慈楼图书馆聆听到了由复旦大学高分子科学聚集物分子工程国家重点实验室先进材料实验室的彭慧胜教授带来的名为《新材料创造新未来》的讲座。
彭教授的研究方向跨越多个学科,主要的课题有关高分子。彭教授用生动的语音向同学们介绍了高分子材料的基本信息,以生活中的一些现象,如荷叶为何出淤泥而不染、壁虎为何可以挂在墙上、液体变为固体后体积缩小,激发同学们对于科学的兴趣。
教授授课风格生动幽默,让同学们真切体会到高分子材料在生活中无处不在。高分子材料的第一大应用是纤维电子器件,在未来可能出现智能织物。纤维电极材料有高分子材料、金属与碳纳米管,具有优异的力学和电子性能。高分子材料还可应用于纤维状能源器件,如应用有机体的太阳能电池,教授课题组就正在做可应用于-40℃~160℃温度范围内的太阳能电池纤维。光电转化效率是太阳能电池性能的核心要素,与太阳能纤维电池相配套的是纤维状锂离子电池,高分子凝胶电解质是保证该电子安全性的关键。教授提到钡和二氧化碳的电池,在航天方面有较好的应用前景。之后,教授介绍了变色和发光的纤维,变色的原因是表面结构变化,与变色龙变色的原因十分相似,可以应用在时装设计的方面。发光纤维可以用于新生儿黄疸治疗、结合脑电波技术,可以为失声人群服务,但其中有一些伦理上的问题有待解决。此方面的研究还有变形纤维,变形纤维人造肌肉,可能对未来研制软体机器人有帮助。纤维同样可以应用于传感,最重要的应用是植入人体的纤维,不会对人体组织产生任何损伤、不会因为人体运动而受损,可以较好地完成检测的工作。纤维传感器可应用于检测肿瘤,长期检测动物生理情况和深脑探测等、可以集成计算和存储。教授还做了织物电脑的相关研究。纤维电子器件有巨大的应用前景,超强纤维有可能应用于太空电梯——一种耗费2周左右时间将人类从地球运送到月球的装置。碳纳米管的自支撑长度达到了惊人的万余米,使蜘蛛侠的构想在未来成为现实。第二个大板块是新能源技术。能源是人类未来面临的最重大的问题之一,世界能源需求的增加证明了对于能源的迫切需求。利用特制纤维可能实现水力发电、超高能量密度电池利用内层电子的能量。第三方面是重大疾病的治疗,尤其是肿瘤的检测和治疗,包括乳腺癌,白血病等等,跨越血脑屏障迫切需要的新方法。最后,教授讲了科学精神与人文精神,指出功利化评价标准不适于科学评价。他举了朗道的故事,告诉同学们要坚持自己正确的研究成果,不迷信权威——因为他们可能也会有错误、又讲了村修发现绿色荧光蛋白的故事和DNA双螺旋与沃森和克里克的故事、讲述了科研者学习的阶段,令同学们充分认识到科学家为人类拓展知识的使命。教授指出,要制定一个较高的、长期的目标,寄语上中同学们“优秀,是一种习惯”这句话,告诉大家应保持童心与思想比知识更加重要,还给同学们留下了几个问题“带回家思考”。
本次讲座到这里就告一段落了,彭教授知识渊博,生动幽默,这次讲座课令同学们受益良多——不论从科学角度还是人生观的建立上,期待下次与彭教授的交流!(文:潘祉名 图:盛逸杰)

(复旦大学彭慧胜教授)

(《新材料创造新未来》专题讲座)

(同学们认真聆听)