点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:科学报国正当时|让桥梁自愈、装备隐身,带你了解“物质世界设计师”
首页> 光明科普> 视频 > 正文

科学报国正当时|让桥梁自愈、装备隐身,带你了解“物质世界设计师”

来源:光明网2025-11-13 15:37

  编者按:党的二十届三中全会强调,教育、科技、人才是中国式现代化的基础性、战略性支撑。实现高水平科技自立自强,归根结底要靠高水平创新人才。中国科协科普部联合光明网推出“科学报国正当时”栏目,解读高校科技类学科设置、人才培养模式,引导广大青少年把个人理想追求融入国家发展伟业,赓续科学报国传统,筑牢科技创新的根基和底座。#千万IP创科普

  打火机一点即燃,依靠的并不是电池,而是一种名为压电陶瓷的材料。它能将机械能转化为电能,通过“压电效应”产生电火花,点燃火焰,而这只是一款“入门级”的功能材料。当人们通过设计,将两种或两种以上不同物理、化学性质的材料组合在一起,就能创造出综合性能更优的新型材料——这就是复合材料的魅力。

科学报国正当时|让桥梁自愈、装备隐身,带你了解“物质世界设计师”

  青岛大学材料科学与工程学院院长黄林军介绍,复合材料的研究主要涵盖三个方向:结构材料、功能材料以及前沿交叉领域的材料。

  结构材料就像是建筑中的“四梁八柱”,追求的是“更强、更轻、更耐用”。在航空航天领域,强度更高、重量更轻的钛合金和碳纤维复合材料正逐渐替代传统铝材成为新宠,能有效减轻航天器自重;汽车行业里,高强度钢和碳纤维复合材料可以使汽车更轻,同时更节省燃料,兼顾性能与环保;建筑工程中,无机非金属材料还可以让桥梁实现自主修复——当桥梁出现细微裂缝时,材料可自主发挥修复作用,延长桥梁的使用寿命。

科学报国正当时|让桥梁自愈、装备隐身,带你了解“物质世界设计师”

  功能材料就像是物体的“感官”与“皮肤”,重点在于光、电、磁等特性及其对物理世界的响应。例如,隐形材料通过对光或电磁波的吸收或折射,让物体实现“隐身”,而新一代固态电池则可以依托固态电解质的特殊电化学功能提升储能效率。

  在材料科学的前沿,纳米材料、石墨烯材料以及各类智能材料等交叉领域的材料,正成为下一代发展的重要方向。例如智能材料,它既能感知外部信号,又能自主驱动和实现精准控制,这类材料集合了材料物理、电子控制等多学科知识,展示了材料创新的无限可能。

科学报国正当时|让桥梁自愈、装备隐身,带你了解“物质世界设计师”

  青年科技工作者、青岛大学材料科学与工程学院教授吴广磊,十多年来一直专注于电磁波吸收复合材料的研究,即一种“隐身”材料——应用于军事领域时,能助力装备巧妙躲避雷达探测。

  吴广磊介绍,核心材料本身必须具备优异的电磁特性,然后再与聚合物等材料复合,制备成涂层或板材。通过精心设计的多孔结构,当电磁波进入材料内部时,会在孔隙中反复反射、被吸收,最终显著减少反射信号,这正是材料“吸波性能优良”的体现。近年来,他的团队围绕碳基金属氧化物材料和MXene基复合材料开展研究,合成了一批在电磁吸收上性能卓越的纳米材料,未来既可以服务于国防领域,也有潜力在民用领域开辟新的应用场景。

  “国家的高端制造离不开材料支持,国防重器对材料的要求越来越高,希望更多青年学子投身复合材料或材料相关领域。”吴广磊说。

  “我们材料人是整个世界物质的设计者,绿色革命的践行者。”黄林军表示,复合材料与工程专业的毕业生就业前景广阔,涵盖航空航天、生物医药、能源环保、电子信息以及高端装备等行业,从研发到生产,从工艺设计到管理,均可发挥所长。

科学报国正当时|让桥梁自愈、装备隐身,带你了解“物质世界设计师”

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

王若昕 张梦凡

统 筹

张 蓉

特别鸣谢

青岛大学

联合出品

中国科协科普部 光明网

科学报国正当时|让桥梁自愈、装备隐身,带你了解“物质世界设计师”

[ 责编:蔡琳 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 南京大屠杀又添新证

  • 云南普洱:博览会上的茶咖相遇

独家策划

推荐阅读
这次经历让我开了窍:一个顶尖的技术工人,不能只满足于执行标准,更要具备在标准之外创造解决方案的能力。我带徒弟,始终坚持“手把手教技能,实打实查问题,面对面讲后果”。
2025-12-05 10:15
由此,研究团队模仿亚洲玉米螟幼虫头壳的结构特点,在实验室中成功“复刻”出具有类似仿生层状结构的水凝胶。为验证实际效果,研究团队将这种水凝胶安装在农业害虫侦查无人机的防撞支架上,并在模拟果园环境的复杂通道中进行测试。
2025-12-05 10:16
“十四五”时期,我国批准上市创新药达210个。为保证药品安全有效,药监部门对新药研发、生产、上市作出一系列严格规定,强化研发生产各环节质量管理。
2025-12-05 10:22
据中国载人航天工程办公室消息,根据计划安排,神舟二十一号航天员乘组将于近日择机实施第一次出舱活动。目前,空间站组合体运行稳定,神舟二十一号航天员乘组状态良好,已做好出舱活动各项准备工作。
2025-12-05 10:17
大国工匠的成长是一个长期、连续、贯通的过程,职业教育要为学生构建可持续发展的成长通道。在新时代的征程中,职业教育应不断探索符合技术技能人才成长规律的教学模式,为培养更多大国工匠、能工巧匠作出更多贡献。
2025-12-05 10:15
12月1日至4日,第十三届世界科学记者大会在南非比勒陀利亚举行。
2025-12-05 10:48
为何CCER可以抵消碳排放?这里不得不提到中国的碳市场。在这样一个市场里,碳减排量可以像日常商品一样被交易。
2025-12-04 10:13
近日,中国科学院院士、中国科学院分子植物科学卓越创新中心(以下简称分子植物卓越中心)研究员林鸿宣团队与上海交通大学研究员林尤舜团队、广州国家实验室研究员李亦学团队合作,种出了“不怕热”的水稻。
2025-12-04 10:03
科学家发现了一种可以在63摄氏度下存活的单细胞变形虫,创造了真核生物的耐热纪录。拉森火山国家公园以冒泡的酸性湖泊和炽热的地热池而闻名,但该变形虫却来自一条pH中性的“热溪流”。
2025-12-04 10:04
根据我国风电光伏基地规划布局方案,至2030年,这些新能源基地总装机规模将达4.55亿千瓦,大约相当于20个三峡水电站的总装机容量——“沙戈荒”生态环境脆弱,一旦遭到破坏,恢复难度大,大规模建设光伏风电发电基地可能会影响当地的植被、土壤和水资源等。
2025-12-04 10:01
光明日报北京12月3日电 记者张胜日前从生态环境部获悉,该部与国家能源局近日联合发布3项针对海陆油气田的温室气体自愿减排项目方法学。这是全国温室气体自愿减排交易市场首次将支持范围扩充到油气开采领域,通过市场机制破解油气甲烷回收利用难题。
2025-12-04 09:58
布局“未来产业”,“十五五”规划建议为什么“点名”量子科技、生物制造等6项产业?如何挖掘中国未来产业的应用价值?
2025-12-03 09:52
记者从工业和信息化部获悉:截至10月末,我国5G基站总数达475.8万个,比上年末净增50.7万个,占移动基站总数的37%。
2025-12-03 09:44
利用美国宇航局“毅力”号火星车捕捉到的声音和电信号,法国科学家提出了火星存在闪电的证据。
2025-12-03 09:41
11月30日,内蒙古自治区乌海市,我国装机规模最大的半固态锂电池电网侧独立新型储能项目成功并网。
2025-12-03 09:34
近日,由中国科学院院士、中国科学院青藏高原研究所研究员丁林领衔的大陆碰撞与高原隆升团队,系统梳理了青藏高原隆升的历史细节。
2025-12-03 09:28
建设教育强国,基点在基础教育。 特别值得一提的是,我校教师创新性地构建了以跨学科项目学习为核心、贯通小初高认知发展,融合科学家精神、工程师思维与设计师视角的科学教育“PRIDE项目式课堂”模式。 此外,科学教育联合培养共同体,也是学校科技教育的有力支撑。
2025-12-02 10:09
今年12月2日是第十四个全国交通安全日,相关部门将围绕“文明交通 礼行天下”主题开展一系列活动。”  公安交管部门提醒:重载车辆、新手驾驶人等慢速群体尽量使用右侧车道通行,减少因较大速度差导致交通拥堵或事故。
2025-12-02 10:08
作为国内单机容量最大、效率最高燃气机组,与传统燃煤机组相比,应急调峰能力大幅提升,能源利用更高效。其碳排放强度仅为百万千瓦燃煤机组的40%,且几乎不产生颗粒物和二氧化硫,从源头减少污染。
2025-12-02 10:08
近日,法国空中客车公司与欧盟航空安全局相继发布声明,要求全球约6000架空客A320系列飞机紧急停飞维修。“此次事件的核心原因是受到单粒子翻转的影响,同时也暴露出航空电子设备对高空飞行环境中太阳辐射影响应对不足。
2025-12-02 10:07
加载更多