“液态金属”材料亮相，科学方法沙漠取水，这届WE大会很赛博朋克

克雷西 发自 北展
量子位 | 公众号 QbitAI

2010年诺贝尔物理学奖得主、靠“撕胶带”成为“石墨烯之父”的安德烈·海姆：

石墨烯是“原子级别的‘乐高积木’”。

2019年诺贝尔物理学奖得主迪迪埃·奎洛兹：

地球上不再有生命起源，只有生命繁衍。探索地外天体，可以为地球的生命起源寻找答案。

磁控相变金属材料发明人、中山大学教授蒋乐伦：

是《终结者2》中的万磁王给了我灵感。

……

这是本届科学WE大会上国内外学者们的精彩发言。

此次活动中共有两位诺奖得主、两位中科院院士和三位顶尖科研人员分享了他们的研究成果。

这些成果涵盖了新材料、宇宙探索、生物工程等方方面面。

下面量子位就带大家一起回顾一下嘉宾们的精彩发言。

注：以下内容系对嘉宾发言的整理摘录，不代表量子位观点

石墨烯：“原子级别的乐高积木”

石墨烯被誉为“21世纪最重要材料”，同样让全球科学家和公众产生应用的无限想象。

2010年诺贝尔物理学奖得主、“石墨烯之父”安德烈·海姆现场讲述了他和同事们如何通过“撕胶带”的剥离技术获得这种单原子厚度的材料，并带观众窥探其神奇的特性。

他介绍，自然界本身是排斥低维的，因此像石墨烯这种材料很难制备，但一次偶然的机会，他发现了胶带上粘着的石墨烯材料，之后经过反复实验便有了这项成果。

除了真·诺贝尔奖之外，海姆还曾因把一只青蛙用磁悬浮技术浮起来获得2000年的搞笑诺贝尔奖，成为全世界唯一同时获得真诺奖和搞笑诺奖的学者。

在谈及为什么会有这样的结果时，海姆教授打趣说到，可能其他学者不像我这么幽默吧。

回到石墨烯本身，它的厚度只有一张纸的几百万分之一，却拥有比铁强200倍的纳米级强度，可谓世上已知最薄、最坚固的材料。

但同时又类似柔韧的橡胶，具备较强的伸缩性，对气体和液体具有极强的防渗透性且拥有优于铜的导热导电性能。

海姆将这种材料比作“原子级别上的‘乐高积木’”，并预言“这一材料可在未来10到20年带来诸多行业的革命”。

此外，安德烈·海姆还表示，其团队与来自中国深圳的研究人员合作，成功将石墨烯作为“点金石”，从只含有十亿分之几黄金的废料溶液中提取出黄金。

探索地外天体：为生命起源寻找答案

“地球上不再有生命起源，只有生命繁衍。”

在大会上，2019年诺贝尔物理学奖的迪迪埃·奎洛兹这样介绍。

他获得诺贝尔奖的原因是探测到了第一颗系外行星飞马座51b。

奎洛兹在大会上分享了团队持续开发天文仪器和技术，发现数千颗行星的探测方式和研究进展。

“我们通过测量行星体积、质量、温度，以及研究大气层，寻找并探测适合远程研究生命的类地行星系统。”

他结合地球的重大演化，带观众理解行星探测对探测生命起源的价值。

“40亿年前，地球地表的化学反应生成了能够诱发生命起源的物质。而当生命出现时，生命体本身的化学机能和反应就开始影响并改变地球。现在的地球不再具备从物质转化为生命的条件。”

研究宇宙天体，探测其他行星上的生命起源事件，可以帮我们找到地球生命起源的答案。

网状材料：沙漠中的“捕水者”

“沙漠中的人们可以在家里使用太阳能驱动的水收集器，从空气中提取出足够一家日常所需的用水量，摆脱对自来水管网的依赖。”

2018年沃尔夫化学奖得主、“网状化学”领域开拓者奥马尔·亚基演讲的主题是，利用框架化学解决全球气候挑战。

他从自己儿时的亲身经历讲起，出生在约旦的他自幼年起便一直目睹着缺水的现状——他所生活的环境中没有自来水供应，只能靠每段时间水车来送水。

接着，奥马尔介绍，缺水的不只是他的家乡，世界上的许多地方同样面临着水资源短缺问题。

奥马尔分享了他自发明金属有机框架（MOF）（1995年）、共价有机框架（COF）（2005年）等目前已知多孔性最强的新材料后，持续推进从空气中获取饮用水资源等技术的创新和落地。

他和团队基于MOF设计了人类历史上首个能从低湿度环境中捕捉、在低温下释放并输送饮用水的装置。

在莫哈韦沙漠进行的实地测试中，每公斤MOF每天能产出1升水。

目前，一吨MOF材料每个循环可产出750升水。

这一装置已落地应用，并用于缓解全球的水资源压力。

除了捕水之外，奥马尔发明的网状材料还有捕捉空气中二氧化碳等温室气体的功效。

可控固液相变材料：“终结者2”带来的灵感

中山大学生物医学工程学院蒋乐伦教授展示了团队开发的磁控固液相变材料。

这种材料融合了固态与液态金属的优势——

固态时具备较高刚度和高负载能力，液态时则可以像水一样自如形变。

蒋乐伦介绍，这项成果是科幻电影《终结者2》中万磁王角色带来的灵感。

而至于制造的过程，则是受到了海参的启发。

该材料不仅能通过合金化调节温度控制形态相变，也可以通过外磁场来控制其运动、变形、分裂、愈合等形态变动。

“我们已经证明了磁控固液相变材料和机器人在生物医疗、工业制造等领域的应用可能。”

比如，它可以以液态形式在电路板上移动，然后在指定位置凝结成固体，起到电路修补的作用。

在医疗方面，蒋乐伦还举例：“微型磁控固液相变机器人可以在无线磁场控制下进入人体，完成靶向药物运送、异物清除等医疗任务。”

此外，还有中国高温超导研究奠基人赵忠贤院士，国家作物种质库主任钱前院士，英国皇家科学院副会长、世界衰老生物学权威琳达·帕特里奇教授分别做了关于超导材料、杂交水稻和延缓衰老方式的报告。

其中，钱前院士还宣布了中国农科院将联合腾讯推出“数字种质库”的消息。

种质库中将展示包括太空水稻“小薇”在内的10种作物从萌发到结实的全程动态三维影像，让人们随时随地观察种子的整个生命周期。

总之，这些成果将会以不同的形式，走进我们的生活。

那么，看了这些研究，你对哪项最感兴趣呢？

— 完 —

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