张江科学会堂举办颠覆性技术创新成果展 记者 陶磊 摄
可以“变形”、具有动能的微折叠机器人，能够为生物质转化提供低能耗方案的纳米技术，满足国家重大需求的金属复合新材料，为钢铁工业低碳发展实现绿色路径的绿氢制造技术……9月8日，2024浦江创新论坛的一场专题论坛在大零号湾科创大厦举办，科学家展示了各式各样的“未来材料”，呈现了材料科学的交叉创新与可持续发展。
自然界生物拥有先天的优异精细构型，也成为科学家的灵感来源。中国科学院院士、上海交通大学教授张荻带领团队从自然生物的宝库中甄选出合适的生物构型，以人工材质置换生物组分，实现构型化复合的新材料。他举例说，将蝴蝶翅膀光响应构型与特定光功能组分复合，形成金属蝶翅，能大大提高光响应性能，强化太阳能捕集率；水生褐藻在细胞壁进化出独特的快速离子通道构型，基于这样“窄却快”的构型研发分级孔碳材料，可制备绿色高性能超级电容器。材料科学家“师法自然”，通过多学科交叉探索出遗态材料的新研究范式并开展应用研究，科研成果被应用于航天等高科技领域。
学科的交叉同样为德国国家工程院院士、德国开姆尼茨工业大学教授奥利弗·施密特（Oliver G.Schmidt）带来了源源不断的突破。他展示了一种能够自行折叠的微小机器人，只有1立方毫米大小，可以由太阳能驱动，能运动，具有自主电子控制系统；而且如同生物细胞构建生命形态，小立方能够互相通信、连接，组成更大的人工生物体。在施密特的团队中，有化学、物理、生物、计算机、工程等多个领域的研究者，他们致力于微操作、力传感等技术提升，研发世界上最小的内置电池和生物超级电容，为微型机器人带来更多潜在应用而突破挑战。
“科学家也要做产业，这条路很难，却是必需的。”中国科学院院士、北京科技大学教授张跃告诉大家，团队始终瞄准“低成本、低能耗、低排放”的目标，通过碱性电解水制氢技术，研发碱性电解槽及辅助控制装备，最大产氢量可达每小时数千标方。“绿氢关键装备的发展突破是氢能市场高速发展的核心，所以技术的落地也非常关键。”他介绍，目前已在国内组建2条制造产线，并与国内外商业合作伙伴建立联系，“从实验室到产业，既要解决绿氢制造技术发展中的科学前沿，也要解决工程技术难题，为中国钢铁工业低碳发展注入氢动能。”
除学科之间交叉、学界与产业跨界之外，科学家们还呼吁跨国界的合作。“以气候变化为代表的全球性挑战亟须创新解决方案，其中材料科学和工程起着关键作用，需要研究人员、行业领袖、政策制定者和资助机构共同努力。”世界工业技术研究组织协会主席、伊斯坦布尔科技大学校长哈桑·曼达尔（Hasan Mandal）分享土耳其支持跨学科研究推动全球伙伴关系，他同时透露，世界工业协会今年的年会将在中国举办，希望扩大全球创新大家庭，并为更多优秀的青年研究者搭建交流与合作的支持平台。
“研究的目的是大家一起推动科学的进步。”这是浦江论坛上科学家们频频提到的共识。如果留心就会发现，科学家们的幻灯片里展示的每一项前沿新研究都会提到合作者的名字，五花八门的拼写代表着成员的不同文化背景，他们一起工作，将智慧凝练成推动社会进步的新知识和新技术。德国科学院院士、德国工程院院士、德国明斯特大学教授哈罗德·海因茨·福克斯（Harald Fuchs）的最后一张幻灯片契合论坛的主题，也表达了科学家们的共同心声——两个不同颜色的小人面对面，将两块凹凸拼图扣上，科学研究就是这样，要找到“对的人”和“对的方向”来开拓未来的版图。
