在實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰、碳中和”宏偉目標(biāo)的時(shí)代征程中,材料科學(xué)扮演著至關(guān)重要的基礎(chǔ)性與先導(dǎo)性角色。這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn),不僅依賴于宏觀政策的引導(dǎo)與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型,更深深植根于微觀尺度的材料創(chuàng)新與系統(tǒng)性的科研人才培養(yǎng)。以“科教融合”為核心理念,推動(dòng)材料科學(xué)研究向縱深發(fā)展,正成為“潤(rùn)物無(wú)聲”卻又強(qiáng)勁有力的驅(qū)動(dòng)力量。
一、 科教融合:孕育創(chuàng)新人才的沃土
“科教融合”并非簡(jiǎn)單的教學(xué)與科研相加,而是將前沿的科學(xué)研究過(guò)程、思維與方法,有機(jī)地融入人才培養(yǎng)的全鏈條。在材料科學(xué)領(lǐng)域,這意味著讓學(xué)生盡早接觸從新型儲(chǔ)能材料、高效催化材料到輕量化結(jié)構(gòu)材料等與“雙碳”目標(biāo)緊密相關(guān)的前沿課題。通過(guò)參與真實(shí)的科研項(xiàng)目,學(xué)生不僅能掌握理論知識(shí),更能錘煉解決復(fù)雜工程問(wèn)題的實(shí)踐能力、培養(yǎng)敢于質(zhì)疑和探索未知的科學(xué)精神。這種浸潤(rùn)式的培養(yǎng)模式,如春雨般“潤(rùn)物無(wú)聲”,卻能在學(xué)生心中深植創(chuàng)新的種子,為“雙碳”事業(yè)儲(chǔ)備兼具扎實(shí)功底與前沿視野的未來(lái)科學(xué)家與工程師。
二、 潛精研思:聚焦“雙碳”的關(guān)鍵材料突破
助力“雙碳”,材料科學(xué)研究需要“潛精研思”,即沉下心來(lái),針對(duì)關(guān)鍵瓶頸進(jìn)行深耕與突破。這主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方向:
- 新能源轉(zhuǎn)換與存儲(chǔ)材料: 研發(fā)更高效率、更低成本的光伏材料(如新型鈣鈦礦材料),開(kāi)發(fā)能量密度更高、循環(huán)壽命更長(zhǎng)、安全性更優(yōu)的下一代儲(chǔ)能材料(如固態(tài)電池關(guān)鍵材料),是提升可再生能源利用比例的核心。
- 節(jié)能減排與過(guò)程優(yōu)化材料: 設(shè)計(jì)用于碳捕獲、利用與封存(CCUS)的高效吸附與催化材料;開(kāi)發(fā)用于高溫工業(yè)過(guò)程的耐熱、抗腐蝕新材料以提升能效;發(fā)展輕質(zhì)高強(qiáng)的復(fù)合材料用于交通運(yùn)輸工具的減重,直接降低能耗。
- 資源循環(huán)與替代材料: 探索生物基、可降解的環(huán)保材料以替代傳統(tǒng)高碳足跡材料;研究廢舊材料,特別是退役電池、風(fēng)機(jī)葉片等新能源裝備的高值化回收與再制造技術(shù),構(gòu)建循環(huán)經(jīng)濟(jì)材料體系。
這些研究無(wú)不要求科研工作者坐穩(wěn)“冷板凳”,在原子、分子尺度上洞察機(jī)理,在介觀與宏觀尺度上調(diào)控性能,其成果將是支撐能源革命與產(chǎn)業(yè)升級(jí)的基石。
三、 融合與研思的協(xié)同:構(gòu)建可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)新生態(tài)
“科教融合”與“潛精研思”相輔相成,共同構(gòu)成助力“雙碳”的材料科學(xué)創(chuàng)新生態(tài)。一方面,前沿的科研為教學(xué)提供源源不斷的最新案例與鮮活內(nèi)容,保持人才培養(yǎng)的先進(jìn)性;另一方面,充滿好奇心的年輕學(xué)子涌入實(shí)驗(yàn)室,為科研帶來(lái)新思路、新活力,形成教學(xué)相長(zhǎng)的良性循環(huán)。更重要的是,通過(guò)這種深度融合,能夠更有效地將基礎(chǔ)研究的發(fā)現(xiàn),導(dǎo)向面向國(guó)家重大戰(zhàn)略需求的應(yīng)用研究,加速實(shí)驗(yàn)室成果向產(chǎn)業(yè)技術(shù)的轉(zhuǎn)化,縮短創(chuàng)新鏈條。
“雙碳”目標(biāo)是一場(chǎng)廣泛而深刻的經(jīng)濟(jì)社會(huì)系統(tǒng)性變革。材料科學(xué)作為底層支撐,其發(fā)展路徑必須堅(jiān)持“科教融合”以育人,恪守“潛精研思”以攻堅(jiān)。唯有將知識(shí)的傳授、人才的培養(yǎng)與科學(xué)的探索、技術(shù)的革新無(wú)縫對(duì)接,才能持續(xù)激發(fā)創(chuàng)新活力,催生顛覆性技術(shù),最終為我國(guó)乃至全球的綠色低碳轉(zhuǎn)型提供堅(jiān)實(shí)、持久且智能的材料解決方案,在無(wú)聲之處聽(tīng)驚雷,于精微之地見(jiàn)宏大。