材料天地論古今
鄭智友
香港城市大學(城大)10 月21日舉行最新一場「校長講座系列:學術薈萃」,科學及工程學院的傑出教授劉錦川教授演講,為聽眾回溯千百年來材料、科技與人類社會如何互相促進,歷述人類社會如何發(fā)現(xiàn)、發(fā)明、改造各種材料,並巧妙利用材料來改善自己的生活,他的生動演講令人陶醉。
劉教授以研究先進結(jié)構(gòu)材料而聞名國際,他在演講中指出:「自古以來,材料的製取和應用對人類文明一直發(fā)揮關鍵作用。」
他還說:「我們要記住,材料的研發(fā)主宰了各門工業(yè)、各類科技,而新材料的迅速研發(fā)並投入應用,正是當今科技創(chuàng)新的主要推動力。」
劉教授是美國工程院院士兼中國工程院外籍院士。演講一開始,他解釋數(shù)千年來人為火力溫度的節(jié)節(jié)升高如何支配了各種材料的出現(xiàn),從而推動文明進步,例如從石器時代轉(zhuǎn)入青銅器時代,再過渡到高一級的鋼鐵製造業(yè)時代。
但劉教授說,這些演進對地球也有不利影響,尤其是在空氣質(zhì)素方面,有時空氣污染正來自鋼鐵的冶煉及用於建造業(yè)。
這一問題日益惡化,例如北京市政府正考慮在空氣污染嚴重的日子命令市內(nèi)某些地區(qū)的所有汽車停駛、學校停課。不僅如此,劉教授還說,中國急速都市化、工業(yè)化,使全國不得不耗資1,750億人民幣為農(nóng)村地區(qū)淨化飲用水。
然而材料的進步也為解決廢氣和污染問題帶來希望。劉教授說,材料的巧妙運用可以降低鋼鐵消耗,並相應減少二氧化碳排放量,例如使鋼鐵強度增高三倍,建造業(yè)就有可能將污染物的排放減少70%。
劉教授在臺灣完成本科學業(yè),後來到美國取得博士學位。他接著討論製取常規(guī)的高強度鋼材所引起的重大問題,以及城大對解決這些問題的貢獻,尤其是利用納米粒子而取得的成就。他也解釋美國遭遇9?11事件如何刺激了耐火鋼材的研究,以求防止鋼樑遇高溫而軟化。
劉教授還講解新型合金的研究如何減輕了飛機的重量,因而有助降低污染排放和燃料消耗,並指出大塊金屬玻璃的研究有可能促成材料研發(fā)的一次革命,因為大塊金屬玻璃具有獨特的性能:強固、耐久、冷卻性優(yōu)良、沒有顆粒結(jié)構(gòu)引致的顯微結(jié)構(gòu)粗糙,因而適合用作亞微米和納米級光柵的材料。
演講結(jié)束時,劉教授指出,如今研發(fā)及應用新材料是否成功,應該成為衡量一個國家的社會福祉高低的重要標尺,言下之意,也即中國等經(jīng)濟發(fā)展令人矚目的國家必須注重材料的研發(fā),為未來做好準備。
「現(xiàn)在中國必須研發(fā)先進的材料和製造技術,以便從生產(chǎn)大國轉(zhuǎn)型為高科技製造大國,」劉教授說。