2022世界青年科学家峰会科学分享系列报道②:《薪传无界》 从引力波探测到纳米纤维 从科研素质到科学传播 科学大咖坐而论道 探索元科普 无界向未来

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2022-11-14 21:29:00

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11月13日,“科学三元”三步曲中最重磅的一场活动“薪传无界·探索元科普”,在温州肯恩大学举行。

圆桌对话,智脑碰撞。美国肯恩大学副校长、温州肯恩大学学术副校长杨毅欣作为论坛主持,和杭州化工研究院姚献平、国科大杭州高等研究院耿朝强两位科学家,与大学生们同共探讨“怎么爱上科学?”等话题。 

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在科学的世界天马行空

在现实的世界推陈出新

做科学研究,深耕一个领域需要多久?答案是37年。

浙江省特级专家,俄罗斯自然科学院外籍院士、杭州市化工研究院院长姚献平,致力于以“科技梦”助推“共富梦”,助力更多科技成果落地。

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他从一本旧字典身上,发现了我们国家在当代造纸技术上与国外的差距,而后发现了我们在淀粉衍生物领域相对于发达国家的落后。他暗下决心要在这两个领域为国争光,这一干就是37年。

在淀粉衍生物领域,他组织开发了80余个新产品,其中国家级新产品10个,全部实现成果转化,并因此获国家科技计划执行突出贡献奖、国家及省市级成果奖30余项。

当初,那本旧字典被翻开时,纸质脆弱,容易破损,而西方国家同样使用时间的《圣经》却可以很好地保存使用品质,这说明我们国家作为纸的发明国,造纸却已经落后,而这里面很重要的原因是造纸的原料。

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业内人士发现,国外在造纸的时候会在原料中加入淀粉衍生物,以改变纸张的强度。

国内造纸业也学习了这个做法,却发现并不能起到相同的效果,原来是原材料也存在差别。国内造纸多以草浆为原料,而国外以木浆为原料。

木材资源紧缺,废水污染严重,能耗大,成为了我国造纸业的三大瓶颈,为了突破这一瓶颈,寻求一种适合的淀粉衍生物成为了一项重要需求。

通过探索和努力,姚献平和团队发明了天然淀粉分子多元功能基团改性关键技术。这一技术的突破,不仅改变了我国造纸术落后的状态,达成了提高纸张质量、降低能耗、增加产量、降低成本、减轻三废污染的目的,也使淀粉衍生物进入了一个新的发展空间。

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“现在我们的造纸速度,打个比方,已经达到了在高速公里上开车到120码的速度。”他说,中国的造纸现在是又快又好。

如今,研制的淀粉衍生物不仅使用于造纸行业,也用到了包括食品工业、可降解塑料、催化剂等众多的领域当中。

豪不夸张地说,他的成果早已出现在每一个人的生活里。

  

从微观极小到宏观极大世界

感受粒子和宇宙物理之美

我们从哪里来,又会到哪里去?宇宙是由什么组成的,我们对宇宙又了解多少?

带着一系列令人遐想的热门提问,国科大杭州高等研究院基础物理与数学科学学院首席教授、博导,执行院长耿朝强带来科学与艺术的分享。

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从基本粒子到宇宙物理,从对称性到大统一场,从暗能量、暗物质到引力波和黑洞,他的科普漫谈覆盖到基础科学研究领域的最前沿。

目前宇宙的可观测范围达到930亿光年,并且在可观测范围之外,宇宙空间还在以超光速扩张。

而人类对宇宙,知道的很多,了解的却很少。少到什么程度呢?95%的宇宙物质或能量还是个迷,而且目前也无法在地球上最好的实验室中观测到。要了解这些人类未知的部分还需要一个漫长的过程。

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宇宙是对称的吗?

关于科学与美的看法,耿院长分享一首自己的诗,“宇宙之大,起源于空。物质之重,缘于时空。对称是美,美似对称。破缺是实,宇宙生成。”

他说,一般的说法为“对称就是美,美就是对称,美就是真,真就是美。”但是绝对的对称一定是最美的吗?绝对的对称一定是宇宙真实的表现吗?

他认为对称虽美,但不对称或许是宇宙和生命存在之实。美不是静止的,在不同时间、不同空间下,美是不一样的。他引用了李政道先生的“对称展示宇宙之美,不对称生成宇宙之实”这句话告诉大家,实际上这个宇宙是不对称的。

在国科大杭高院,耿院长率领团队探测引力波,研究暗物质,并且要和他的团队一起在太空深处打造规模宏伟的引力波探测器。他希望全球青年在美丽的青春年华里,不断去了解宇宙大自然界之美丽和真实。

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关键词

纳米纤维素

纳米纤维素是生物质基关键新材料,不仅具有纳米材料的性能,还具有轻质高强、可降解、生物相容性好等特点。重量只有不锈钢的1/5,强度则是不锈钢的5倍以上。被视为“后碳纤维时代”的新材料,未来有望取代金属和塑料。杭化院与华南理工、杭州机电设计研究院等共同承担国家“十三五”重点研发计划项目,目前已建成210 kg/d(绝干)NFC纳米纤维素绿色制备中试示范线,并进行一系列纳米纤维素的高值化应用研究。

 

太极引力波计划

国科大杭高院“太极计划”是一个宏大的探测引力波的工程,将发射三颗星,在太空里形成臂长300万公里的等边三角形,用来窥探宇宙深处的震动。现在,“太极一号”已经发射,太极计划即将启动第二阶段。引力波探测对理论物理的探索有至关重要的作用,将成为了解宇宙的新窗口。“黑洞是什么?原初形成的黑洞里,会有暗物质吗?这些问题都可以在引力波探测中得到答案。”耿朝强说,“目前人类只在地球上探测过引力波,地面上的探测器壁长只有4公里,而我们的太极计划,有300万公里!”

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记者 徐慧兴 季韬

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