科學(xué)教育大家談 | 劉嘉麒院士專訪

6月4日，嫦娥六號(hào)著陸器攜帶的五星紅旗在月球背面成功展開，這是我國(guó)首次在月球背面獨(dú)立動(dòng)態(tài)展示國(guó)旗，這面國(guó)旗有個(gè)特別之處，它是技術(shù)含量很高的“石頭版”織物國(guó)旗，其原材料是玄武巖纖維。

這抹“中國(guó)紅”在月球背面升起，讓人驕傲與振奮。五星紅旗的原材料——玄武巖纖維也引起了大家的廣泛關(guān)注。中國(guó)科學(xué)院院士、地質(zhì)學(xué)家、《知識(shí)就是力量》雜志第九屆編委會(huì)主任劉嘉麒院士研究的正是這種玄武巖纖維。

6月15日，劉嘉麒院士做客《知識(shí)就是力量》雜志社。劉院士作為雜志的編委會(huì)主任，對(duì)雜志感情深厚。在《知識(shí)就是力量》雜志社社長(zhǎng)、主編郭晶的陪同下，劉院士參觀了雜志社的榮譽(yù)墻，并翻閱了出版于1956年的第一期《知識(shí)就是力量》雜志。

科學(xué)教育大家談·劉嘉麒院士專訪

探秘玄武巖纖維
玄武巖是如何形成的？它又是如何從硬邦邦的石頭變成柔軟的纖維？它的應(yīng)用前景都有哪些？長(zhǎng)期致力玄武巖纖維相關(guān)研究的劉嘉麒院士，帶大家一探究竟。

玄武巖：火山的饋贈(zèng)

玄武巖

玄武巖是由火山噴發(fā)形成的、在自然界分布很廣的一類巖石的總稱，海底和月球表面有大部分面積被玄武巖覆蓋。

玄武巖屬于硅酸鹽，由多種氧化物及微量元素組成，其中含量最高的是二氧化硅，還有三氧化二鋁、氧化鐵、氧化鎂、氧化鈉、氧化鉀、二氧化鈦等。不同種類的玄武巖成分不一。

過(guò)去，玄武巖通常被碾碎用來(lái)鋪路，但經(jīng)過(guò)特殊的工藝處理后，卻能變成一種高性能纖維材料——玄武巖纖維。

“馴服”玄武巖

不同粗細(xì)的玄武巖纖維

人們是如何“馴服”玄武巖，讓它從原來(lái)的鋪路石材變?yōu)槔w維原料的呢？

并非所有的玄武巖都可以制成纖維，科學(xué)家需要經(jīng)過(guò)大量細(xì)致的野外勘探和鑒定，才能找到合適拉絲的玄武巖。

將選中的玄武巖粉碎，投入熔爐，加熱到超過(guò)1500攝氏度的高溫，使其熔融為液態(tài)巖漿；通過(guò)特制的鉑銠合金漏板和一定的流程，便可拉成絲，成為玄武巖纖維。

不懼冷熱

玄武巖纖維是一種綠色、高新材料，在抗高溫、抗低溫、絕緣等方面表現(xiàn)優(yōu)異，不僅可以做管材、板材、筋材等，可以代替鋼鐵或碳纖維。

即使在760攝氏度以上的高溫，絕對(duì)零度（零下273.15攝氏度）的低溫環(huán)境中，玄武巖纖維幾乎都不會(huì)發(fā)生形變，且能保持原有性能。

月球表面大氣稀薄、輻射強(qiáng)烈，晝夜溫差可達(dá)到300攝氏度。即便這樣惡劣的環(huán)境，玄武巖纖維材料依然能經(jīng)受住考驗(yàn)，因此，用玄武巖纖維材料制作的五星紅旗可以長(zhǎng)期展示在月球上。

“隨機(jī)應(yīng)變”

玄武巖“大家族”中各個(gè)成員的“個(gè)性”不同，可以發(fā)揮它們的各自優(yōu)勢(shì)，制造出不同性能的玄武巖纖維。有的突出力學(xué)性能，有的突出化學(xué)性能。海底洋殼分布大量玄武巖，它們長(zhǎng)期受海水侵蝕，抵抗酸、堿腐蝕的能力很強(qiáng)，所以玄武巖纖維材料可以廣泛用于海洋工程領(lǐng)域。

在實(shí)際操作中，科學(xué)家會(huì)根據(jù)不同應(yīng)用領(lǐng)域，對(duì)原料進(jìn)行適當(dāng)?shù)奈锢?化學(xué)調(diào)配，使之更好地適應(yīng)應(yīng)用需要。

跨界新材料

除了“上天”之外，玄武巖纖維在多個(gè)領(lǐng)域都有應(yīng)用，可謂跨界新材料。例如懸索橋上的鋼筋使用壽命在100～120年，如果用玄武巖纖維筋代替，其使用壽命可超過(guò)200年；因阻燃，可用來(lái)制作消防服；因質(zhì)地柔軟、堅(jiān)韌，可用來(lái)制作防彈衣；因既耐高溫又耐低溫，可制作宇航服；因輕量化與高強(qiáng)度并存，在汽車制造領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊……

致敬科學(xué)家精神劉院士一直忙碌于科研和科普，80歲高齡還會(huì)帶學(xué)生去野外考察，奔赴一場(chǎng)又一場(chǎng)科普講座，他每天的日程都排得滿滿的，六十年如一日，他身上的科學(xué)家精神熠熠生輝。

劉院士認(rèn)為，搞科研的人的最大的樂(lè)趣就是成功。能做成一件事，其樂(lè)無(wú)窮。劉院士研究了一輩子火山巖，玄武巖已經(jīng)不光能修豬圈、鋪路，現(xiàn)在能上天了，這件事對(duì)社會(huì)、對(duì)人類是有貢獻(xiàn)的，每每想到這里，他就會(huì)感到很欣慰。他說(shuō)：“現(xiàn)在我是老了，但是好在我還沒(méi)糊涂，趁著腿腳還靈便，腦袋還好使的時(shí)候，多做點(diǎn)事情。這種忙和累，是自己甘心情愿的。我覺(jué)得，黨和老百姓把我培養(yǎng)大，現(xiàn)在我還有點(diǎn)用，要趕緊地再為國(guó)家、為社會(huì)做點(diǎn)貢獻(xiàn)?！?/p>

在科研的同時(shí)，劉院士還花了大量的時(shí)間做科普，而且一堅(jiān)持就是幾十年。劉院士說(shuō)，科學(xué)最后的落腳點(diǎn)就兩條，一個(gè)是促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步，另一個(gè)就是要提高人民大眾的科學(xué)素質(zhì)。所以，科學(xué)家要做科學(xué)研究，也要做科學(xué)普及。研究成果能被廣大群眾所接受，才能發(fā)揮科學(xué)研究的作用和它的影響?？茖W(xué)知識(shí)能夠被越多的群眾掌握，那么就越能夠發(fā)揮科學(xué)技術(shù)的作用，也越能促進(jìn)社會(huì)的發(fā)展和人的素質(zhì)的提高。

關(guān)于科學(xué)教育，劉院士表示，科學(xué)教育不簡(jiǎn)單，涉及到方方面面，包括培養(yǎng)科學(xué)的理念、科學(xué)的方法、科學(xué)的思想。中國(guó)14億人口，占人類的1/5，能把中華民族的教育搞好，對(duì)整個(gè)人類的教育是一個(gè)極大的貢獻(xiàn)。民眾要提升自己的科學(xué)知識(shí)素養(yǎng)，就必須得讀書?！吨R(shí)就是力量》雜志是劉院士從中學(xué)開始就經(jīng)常讀的雜志，這本雜志創(chuàng)辦于1956年，周恩來(lái)總理親自題寫刊名，在中國(guó)影響力很大。雜志上有很多前沿的內(nèi)容，讓人能夠掌握科學(xué)發(fā)展的形勢(shì)，劉院士認(rèn)為孩子們要多讀像《知識(shí)就是力量》這樣的雜志。

最后，劉院士寄語(yǔ)青少年：做頂天立地人，干驚天動(dòng)地事。

科學(xué)小記者采訪

知力科學(xué)小記者們認(rèn)真地聽了劉嘉麒院士的專訪，收獲滿滿，滿含敬意。

這些小記者來(lái)自不同的學(xué)校，不同的年級(jí)，都擁有自己的科學(xué)理想。劉院士訪談過(guò)后，孩子們紛紛就自己感興趣的問(wèn)題向劉爺爺請(qǐng)教。

本次的“科學(xué)教育大家談”，讓小記者們受益匪淺。

最后，郭晶社長(zhǎng)對(duì)劉嘉麒院士走入《知識(shí)就是力量》“科學(xué)教育大家談”欄目表示感謝。她說(shuō)：”我記得劉院士曾經(jīng)問(wèn)過(guò)我一個(gè)問(wèn)題，就是知識(shí)何以成為力量？那我想今天整個(gè)采訪的這個(gè)過(guò)程為我們展示了一個(gè)非常生動(dòng)的案例。這個(gè)案例講了什么呢？在硬硬的玄武巖變成軟軟的纖維過(guò)程中，它背后蘊(yùn)含的科技創(chuàng)新的能力，就是新質(zhì)生產(chǎn)力，它同時(shí)推動(dòng)了社會(huì)的發(fā)展，這就是知識(shí)的力量。在今天的采訪中，我們從劉嘉麒院士的身上可以感受到愛(ài)國(guó)、奉獻(xiàn)、求實(shí)、創(chuàng)新、協(xié)同、育人的中國(guó)科學(xué)家的精神，而在精神的背后，我們被科學(xué)家們科技強(qiáng)國(guó)、教育強(qiáng)國(guó)、人才強(qiáng)國(guó)這樣的豪情而深深感動(dòng)。播種科學(xué)的種子，點(diǎn)燃科學(xué)的夢(mèng)想。這里是《知識(shí)就是力量》'科學(xué)教育大家談'。播種科學(xué)的種子，點(diǎn)燃科學(xué)的夢(mèng)想，為中國(guó)科學(xué)家點(diǎn)贊。“