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科学报国正当时|软物质里藏着什么“硬科技”?来看看这个前沿专业

来源:光明网-科普中国2025-06-09 08:00

  折叠屏手机的柔性显示膜里、神舟飞船穿越热障的防护材料中、精准递送药物的纳米载体上……软物质正在重塑人们的生活。什么是软物质?拥有它能做什么?本期《科学报国正当时》栏目一探究竟。

科学报国正当时|软物质里藏着什么“硬科技”?来看看这个前沿专业

  “软物质是介于固体和理想流体之间的物质,像聚合物、液晶、胶体甚至细胞都属于这个范畴。”华南理工大学前沿软物质学院副院长王林格介绍,软物质这一概念由诺贝尔物理学奖得主德热纳在1991年首次提出,如今已成为横跨物理、化学、材料、生物等前沿领域。

科学报国正当时|软物质里藏着什么“硬科技”?来看看这个前沿专业

  在日常生活中,软物质早已无处不在,女士梳妆台上的护肤乳液、食品包装里的增稠剂、医院里的生物可降解缝合线,都是软物质的典型应用。这类材料的神奇之处在于“小刺激、大响应”,比如液晶分子在外加电场下会迅速改变排列方向,这种特性正是手机屏幕成像的核心原理。

  在前沿科技领域,它更是大国竞争的“硬核”战场。王林格举例,我国折叠屏手机所需的光学膜曾长期被日韩企业垄断,而软物质研究正是突破这类材料瓶颈的关键。“从国民经济到国防安全,掌握软物质技术就等于握住了材料创新的‘钥匙’。”

  王林格表示,软物质科学与工程专业紧跟国家和行业发展趋势,涉及新材料、新能源、生命健康、信息技术、高端装备、空天科技、碳中和、量子信息等领域。“学生既要学量子力学、高分子化学,也要接触人工智能辅助的模拟计算。”王林格解释,这种“厚基础、宽口径”的培养模式,正是为了应对诸多前沿领域对复合型人才的需求。

  作为全国首个开设软物质科学与工程本科专业的高校,华南理工大学依托粤港澳大湾区的产业优势,学院与区域内数十家制造业企业建立人才合作,学生不仅能参与新能源电池材料、电子信息器件等实际项目,还有机会通过国际联合培养赴海外顶尖实验室深造。

科学报国正当时|软物质里藏着什么“硬科技”?来看看这个前沿专业

  在软物质研究中,观察材料的微观结构是关键。华南理工大学前沿软物质学院教授张辉的工作,就是用电子显微镜为软物质“拍照”。但这项工作远比想象中艰难——软物质大多 “见光死”,高能电子束会瞬间破坏其结构,就像用强光照射肥皂泡般脆弱。

科学报国正当时|软物质里藏着什么“硬科技”?来看看这个前沿专业

  张辉介绍,为了捕捉软物质的原子级结构,他和团队发展了新型低剂量成像技术。这种对“极致清晰”的追求,不仅是为了破解科学谜题,更直接服务于产业升级——通过解析材料结构与性能的关系,科研人员能精准设计出更多符合生产生活需求的新材料。

科学报国正当时|软物质里藏着什么“硬科技”?来看看这个前沿专业

  “每天比昨天进步一点,就能离未知更近一点。”在张辉看来,科研的乐趣在于“和自己较劲”,这种脚踏实地的探索精神,正是软物质研究的真实写照。

科学报国正当时|软物质里藏着什么“硬科技”?来看看这个前沿专业

出品人

杨 谷

总监制

宋乐永 战 钊

总策划

宋雅娟 蔡 琳

记者/编导

林佳欣 蔡 琳

校  对

露(实习)

统 筹

张 蓉

特别鸣谢

华南理工大学

联合出品

中国科协科普部 光明网

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