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“荷叶为什么出于淤泥而不染”

时间:2011-06-12 11:06:54  来源:  作者:

中科院院士、中科院化学所研究员、北京航空航天大学化学与材料科学学院院长江雷教授应邀为我校卢嘉锡化学科学英才班和师昌绪材料科学英才班同学做了题为“科学研究与创新人才培养”的报告。

报告会由化学与材料科学学院副院长汪志勇教授主持,他代表学院欢迎并感谢江雷院士为我校英才班同学授课,并简要介绍了江雷院士工作经历和研究方向。

报告中,江雷院士首先强调要做一个有理想、有思想、性格较完善的人。作为一个潜性人才要有一个目标,目标确立后一定要有信心。在具体的工作过程中要把长远利益和整体利益放在重要的位置,要有责任感和正确的价值观。他指出,应该志存当高远,行动抓机遇。他把人生的奋斗过程形象地比喻成“红绿灯原理”,即发展和进步的每个关口就像过红绿灯一样,你努力了争取了就会通过,并且下面会有更多的绿灯。反之,就会遇到更多的红灯,一段时间下来,进步的与落后的距离就拉大了。
 


江雷院士强调指出,科学研究要有哲学思维。他援引毛主席语录“在生产斗争和科学实验范围内,人类总是不断发展的,自然界也总是不断发展的,永远不会停止在一个水平上。因此,人类总得不断地总结经验,有所发现,有所发明,有所创造,有所前进”来阐述科学研究中认识世界的两个飞跃和螺旋式上升的过程,以及理论被实验检验和应用的过程。他还指出,做科学研究的指导思想就是“效法自然,无中生有”。从牛顿苹果树下万有引力的思维闪现,到爱因斯坦回眸大钟狭义相对论灵感跳跃,还有美国超大型客机和B-52仿生研究的成功应用,无一不说明认识自然、模仿自然和改造自然是科学研究的重要规律。

随后,江雷院士从“荷叶为什么出于淤泥而不染”设问开始,介绍了他所领导的团队在仿生材料方面的研究。“基础科学的研究就是要有所发现,我们经过长期的研究,从类似的一些自然现象中得出了一条定理”,他说:“微纳米结构和具有低表面能的材料是超疏水的关键所在;微纳米结构的排列和取向可以控制液体的运动趋势,同时材料的选择可以控制浸润状态。”除了受到荷叶的启发,对于“鱼儿为什么离不开水”、“仙人掌为什么能够在沙漠中生存”以及“蜘蛛具备了什么魔力才织出美丽的网丝”等问题也进行了系统的研究,虽然研究对象个体都具有各自的的特殊性,但矛盾的普遍性都是“微纳米结构”。

在此基础上,江雷教授进一步启发同学们“科学研究还应该有所发明”。他领导的团队已有多项仿生界面材料获得国际国内专利,受荷叶启发而设计的纳米材料已应用于服装业等领域。

经历了自然的必然王国,以及自然必然性的人工化即模仿之后,科学的自由王国就是“有所创造”。在此环节,江雷院士再次引用毛主席语录“你打你的,我打我的”,来倡导“中国人要做自己的事情”。例如温度和pH是影响生命细胞离子通道的重要影响因素,在发现界面理论的基础上,如何通过控制上述因素人工造出离子通道呢?江雷院士指出,这个过程需要将所制备的单纳米通道智能化,而设计智能材料的原理是在承认分子结构功能的前提下,利用超分子组装来实现更高级的功能。
 


江雷院士整个报告将认识论的三个阶段和科学研究的三个境界高度统一起来。“有所发现”就是对自然界必然王国的感性认识上升到理性认识;“有所发明”就是就是将理性认识回到实践中检验过程,也是认识过程中第二次飞跃,并且是被检验成功的,否侧不能发明;“有所创造”就是认识论上从必然王国到自由王国的转变。这不是简单的模仿,而是根据自然界原理进行创造。如根据鸟的飞行原理,不是让人去飞,而是造出飞机、飞船和其他航天器件。

最后,同学们就感兴趣的问题以及如何进行科学研究与江院士进行了积极的交流和探讨。报告持续了两个多小时,尽管已过午饭时间,会场气氛仍然十分热烈。报告会结束后,同学们对江院士的精彩报告报以热烈的掌声,并强烈要求江院士再来讲课,江雷院士欣然接受了同学们邀请。

江雷,男,1965年3月生。本科毕业于吉林大学。1990年-1994年作为中日联合培养的博士生在日本东京大学留学,回国获博士学位。曾担任日本神奈川科学院课题组组长。1999年4月入选中国科学院“百人计划”回国工作,2009年当选为中国科学院院士。他长期从事交叉科学领域仿生界面材料的研究工作,向自然学习,在仿生特殊浸润性界面材料方面取得了系统的原创性成果。迄今共发表SCI论文400余篇,其中包括 Nature 2篇,Nature Nanotechnology 1篇,Chem. Soc. Rev. 3篇, Acc. Chem. Res. 2篇, J. Am. Chem. Soc.14篇, Angew. Chem. 16篇, Adv. Mater. 36篇,被SCI引用10800余次。已经申请发明专利60余项(已授权40余项)。撰写两部专著《仿生智能纳米界面材料》和《Bioinspired Intelligent Nanostructured Interfacial Materials》。现担任《Soft Matter》、《Solid State Science》副主编,《Advanced Functional Materials》、《Small》、《Asia Materials》、《Biomicrofluidics》、《Nano Research》、《高等学校化学学报》、《无机化学》等杂志的编委或顾问编委。

江雷院士曾经获2000年度中国化学会青年化学奖、2000年度中国科学院十大杰出青年、2001年国家自然科学基金委员会杰出青年基金资助、2002年中科院百人计划终评优秀奖、2003-2006年中科院优秀博士生导师奖、2004年获
 

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