科学教育大家谈刘嘉麒院士专访

6月4日,嫦娥六号着陆器携带的五星红旗在月球背面成功展开,这是我国首次在月球背面独立动态展示国旗,这面国旗有个特别之处,它是技术含量很高的“石头版”织物国旗,其原材料是玄武岩纤维。

探秘玄武岩纤维玄武岩是如何形成的?它又是如何从硬邦邦的石头变成柔软的纤维?它的应用前景都有哪些?长期致力玄武岩纤维相关研究的刘嘉麒院士,带大家一探究竟。

玄武岩:火山的馈赠

玄武岩

玄武岩是由火山喷发形成的、在自然界分布很广的一类岩石的总称,海底和月球表面有大部分面积被玄武岩覆盖。

玄武岩属于硅酸盐,由多种氧化物及微量元素组成,其中含量最高的是二氧化硅,还有三氧化二铝、氧化铁、氧化镁、氧化钠、氧化钾、二氧化钛等。不同种类的玄武岩成分不一。

过去,玄武岩通常被碾碎用来铺路,但经过特殊的工艺处理后,却能变成一种高性能纤维材料——玄武岩纤维。

“驯服”玄武岩

不同粗细的玄武岩纤维

人们是如何“驯服”玄武岩,让它从原来的铺路石材变为纤维原料的呢?

并非所有的玄武岩都可以制成纤维,科学家需要经过大量细致的野外勘探和鉴定,才能找到合适拉丝的玄武岩。

将选中的玄武岩粉碎,投入熔炉,加热到超过1500摄氏度的高温,使其熔融为液态岩浆;通过特制的铂铑合金漏板和一定的流程,便可拉成丝,成为玄武岩纤维。

不惧冷热

玄武岩纤维是一种绿色、高新材料,在抗高温、抗低温、绝缘等方面表现优异,不仅可以做管材、板材、筋材等,可以代替钢铁或碳纤维。

即使在760摄氏度以上的高温,绝对零度(零下273.15摄氏度)的低温环境中,玄武岩纤维几乎都不会发生形变,且能保持原有性能。

月球表面大气稀薄、辐射强烈,昼夜温差可达到300摄氏度。即便这样恶劣的环境,玄武岩纤维材料依然能经受住考验,因此,用玄武岩纤维材料制作的五星红旗可以长期展示在月球上。

“随机应变”

玄武岩“大家族”中各个成员的“个性”不同,可以发挥它们的各自优势,制造出不同性能的玄武岩纤维。有的突出力学性能,有的突出化学性能。海底洋壳分布大量玄武岩,它们长期受海水侵蚀,抵抗酸、碱腐蚀的能力很强,所以玄武岩纤维材料可以广泛用于海洋工程领域。

在实际操作中,科学家会根据不同应用领域,对原料进行适当的物理/化学调配,使之更好地适应应用需要。

跨界新材料

除了“上天”之外,玄武岩纤维在多个领域都有应用,可谓跨界新材料。例如悬索桥上的钢筋使用寿命在100~120年,如果用玄武岩纤维筋代替,其使用寿命可超过200年;因阻燃,可用来制作消防服;因质地柔软、坚韧,可用来制作防弹衣;因既耐高温又耐低温,可制作宇航服;因轻量化与高强度并存,在汽车制造领域应用前景广阔……

致敬科学家精神刘院士一直忙碌于科研和科普,80岁高龄还会带学生去野外考察,奔赴一场又一场科普讲座,他每天的日程都排得满满的,六十年如一日,他身上的科学家精神熠熠生辉。

刘院士认为,搞科研的人的最大的乐趣就是成功。能做成一件事,其乐无穷。刘院士研究了一辈子火山岩,玄武岩已经不光能修猪圈、铺路,现在能上天了,这件事对社会、对人类是有贡献的,每每想到这里,他就会感到很欣慰。他说:“现在我是老了,但是好在我还没糊涂,趁着腿脚还灵便,脑袋还好使的时候,多做点事情。这种忙和累,是自己甘心情愿的。我觉得,党和老百姓把我培养大,现在我还有点用,要赶紧地再为国家、为社会做点贡献。”

在科研的同时,刘院士还花了大量的时间做科普,而且一坚持就是几十年。刘院士说,科学最后的落脚点就两条,一个是促进经济发展和社会进步,另一个就是要提高人民大众的科学素质。所以,科学家要做科学研究,也要做科学普及。研究成果能被广大群众所接受,才能发挥科学研究的作用和它的影响。科学知识能够被越多的群众掌握,那么就越能够发挥科学技术的作用,也越能促进社会的发展和人的素质的提高。

关于科学教育,刘院士表示,科学教育不简单,涉及到方方面面,包括培养科学的理念、科学的方法、科学的思想。中国14亿人口,占人类的1/5,能把中华民族的教育搞好,对整个人类的教育是一个极大的贡献。民众要提升自己的科学知识素养,就必须得读书。《知识就是力量》杂志是刘院士从中学开始就经常读的杂志,这本杂志创办于1956年,周恩来总理亲自题写刊名,在中国影响力很大。杂志上有很多前沿的内容,让人能够掌握科学发展的形势,刘院士认为孩子们要多读像《知识就是力量》这样的杂志。

最后,刘院士寄语青少年:做顶天立地人,干惊天动地事。

知力科学小记者们认真地听了刘嘉麒院士的专访,收获满满,满含敬意。

这些小记者来自不同的学校,不同的年级,都拥有自己的科学理想。刘院士访谈过后,孩子们纷纷就自己感兴趣的问题向刘爷爷请教。

本次的“科学教育大家谈”,让小记者们受益匪浅。

最后,郭晶社长对刘嘉麒院士走入《知识就是力量》“科学教育大家谈”栏目表示感谢。她说:”我记得刘院士曾经问过我一个问题,就是知识何以成为力量?那我想今天整个采访的这个过程为我们展示了一个非常生动的案例。这个案例讲了什么呢?在硬硬的玄武岩变成软软的纤维过程中,它背后蕴含的科技创新的能力,就是新质生产力,它同时推动了社会的发展,这就是知识的力量。在今天的采访中,我们从刘嘉麒院士的身上可以感受到爱国、奉献、求实、创新、协同、育人的中国科学家的精神,而在精神的背后,我们被科学家们科技强国、教育强国、人才强国这样的豪情而深深感动。播种科学的种子,点燃科学的梦想。这里是《知识就是力量》'科学教育大家谈'。播种科学的种子,点燃科学的梦想,为中国科学家点赞。“

THE END
0.刘嘉麒院士:火山可能带来灾害也可以是财富火山活动在地球生态系统中扮演着不可或缺的角色。火山喷发释放出的火山灰和气体,虽然短期内可能对环境造成污染,但长远来看,它们为土壤提供了丰富的矿物质和养分,促进了植被的生长和生态系统的恢复。jvzquC41yy}/mnuwejooc7hp1cxuklqg1cxuklqgkplpAkzukpktuhy{rgC229+encytko~?4(gsari?76;9;;
1.《面向双碳目标的新型智慧供热发展蓝皮书》启动会在京顺利召开在此背景下,国家清洁取暖原评估专家组组长赵文瑛教授牵头组织编制《面向双碳目标的新型智慧供热发展蓝皮书》报告,报告邀请了中国工程院院士高翔、中国科学院院士刘嘉麟、英国皇家工程院院士丁玉龙、国家能源局原副局长张玉清、国家发改委价格成本和认证中心副主任唐铁军、国家电力投资集团高级专家王东伟、中国华电集团市场营销部jvzquC41vgii0lmkpc4dqv4ctvodnn4424:17;7127814=d374942=3jvor
2.生态环境保护与可持续发展国际研讨会在西农科大举行百余位院士陕西科技报-陕西科技传媒网讯(记者 周励)6月26日-28日,“2021年‘一带一路’生态环境保护与可持续发展国际研讨会”在西北农林科技大学举行。中国科学院院士刘嘉麒、邵明安、王焰新,中国工程院院士侯立安,清华大学、武汉大学、天津大学、浙江大学、海河大学及美国莱斯大学等100多位国内外专家学者和全国众多高校师生通过jvzq<84yyy4yck3ecu4dp8houl532;6281z32;6284>`8:6:4:>/j}rn