中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所研究員江雷
10月29日上午消息,2017未來(lái)科學(xué)大獎(jiǎng)?lì)C獎(jiǎng)典禮暨未來(lái)論壇年會(huì)于10月28日-29日在京舉辦。中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所研究員江雷在材料科學(xué)研討會(huì)發(fā)表題為《仿生智能超浸潤(rùn)界面材料體系》演講。
江雷表示,自己用了十九年的時(shí)間研究超浸潤(rùn)材料。質(zhì)疑自然界中獨(dú)特的超浸潤(rùn)性,從而獲得發(fā)現(xiàn),仿生科學(xué)的最高境界是“無(wú)中生有”。
“我們做科學(xué)的基本的思路,是向自然學(xué)習(xí)?!?他舉例稱,超雙疏面料紡織品,超雙親自清潔玻璃,油水分離的設(shè)備,直接打印制版設(shè)備,超疏水富氧葡萄糖生物傳感器等等這些基于材料的發(fā)明,都給生活帶來(lái)方便,也都將會(huì)顛覆這個(gè)世界。
江雷甚至指出,99.9%的農(nóng)藥是沒(méi)用的,“都是超疏水的,都滲透到地里了?!倍S著仿生超浸潤(rùn)體系的飛速發(fā)展,在解決農(nóng)藥、積水、廢水油積等方面也已經(jīng)得到了應(yīng)用。
在隨后的對(duì)話環(huán)節(jié),被問(wèn)到什么樣的材料可以顛覆世界時(shí),江雷認(rèn)為會(huì)是納米技術(shù)。
“納米科學(xué)技術(shù)產(chǎn)生顛覆是必然的,這個(gè)時(shí)代已經(jīng)到來(lái)了?!?而他認(rèn)為更具顛覆性的是自己在報(bào)告里沒(méi)提到的納米技術(shù)和基因工程的結(jié)合產(chǎn)生活材料。他舉例稱,比如牙齒掉了,會(huì)種植假牙,但是納米材料和基因技術(shù)的結(jié)合會(huì)讓牙真正地從牙齦長(zhǎng)出來(lái)。再繼續(xù)下去,未來(lái)甚至可能實(shí)現(xiàn)人類的肝臟等很多重要器官重生,“到時(shí)候人類或許真的就能長(zhǎng)生不老了?!保◤埧。?/p>
以下為演講全文:
江雷:大家早上好,我叫江雷,家父給我起的名字叫做江雷,叫做用三點(diǎn)水做農(nóng)業(yè),四點(diǎn)水做農(nóng)業(yè)。
我們做科學(xué),做科學(xué)的基本思路是什么?是向自然學(xué)習(xí),道法自然。學(xué)習(xí)自然的過(guò)程中我們要注重界面,因?yàn)榻缑媸乔懊嫒f(wàn)花的,界面是幾乎所有功能的圓圈,半導(dǎo)體,工業(yè)的,微電子工業(yè)的基石,就是P-N結(jié),我做一件事做了19年,超浸潤(rùn)現(xiàn)象,什么是超浸潤(rùn)呢,跟超導(dǎo)一樣,超導(dǎo)是什么呢,不是一般的導(dǎo)體,超浸潤(rùn),也是比普通的浸潤(rùn)比較要超過(guò)他們,普通的浸潤(rùn),比如說(shuō)親水的東西,玻璃(英文),比較疏水的東西是什么呢,119度,我們玩的超疏水,大于150度是這樣的,超親水是0,怎么超?以前我們做的東西是蘇格拉底的哲學(xué)變式,懷疑和質(zhì)問(wèn)我們所確信的一切事物的過(guò)程,并嘗試用這種辦法來(lái)揭示真理。剛才周老師也提出了這個(gè)問(wèn)題,你要質(zhì)疑現(xiàn)在已經(jīng)已確信的堅(jiān)定不移的事情,你才能夠(英文)。
我質(zhì)疑什么呢?不能質(zhì)疑所有的事情,我只能質(zhì)疑和我有關(guān)的事情,自然界超浸潤(rùn)的奇妙的特性來(lái)探求科學(xué)原理,荷葉為什么出淤泥而不染,為什么水密可以在水面上走,蝴蝶翅膀?yàn)槭裁赐庾?,不能往里走,魚為什么保持清潔,蜘蛛絲為什么會(huì)返霧,很簡(jiǎn)單,仿生科學(xué)的最高境界是無(wú)中生有,所有你能看到世界的都沒(méi)有科學(xué),但是我一看就有科學(xué),這個(gè)是無(wú)中生有。荷葉,出淤泥而不染,這是宋朝詩(shī)人寫的,但是科學(xué)的問(wèn)題在什么地方呢?微觀世界,很多的微米結(jié)構(gòu),微米結(jié)構(gòu)上面還有納米結(jié)構(gòu),記住了,當(dāng)時(shí)根本不懂什么是納米?但是你記住了,上帝從來(lái)就不做無(wú)用功,你記住了,這個(gè)結(jié)構(gòu)一出現(xiàn)了,肯定是有用的,你只是不知道。后來(lái)我們就知道了。用(濤赫 音)方程分形結(jié)構(gòu)進(jìn)行一個(gè)模擬,就發(fā)現(xiàn)了這些超過(guò)一百納米結(jié)構(gòu)的時(shí)候就出現(xiàn)了超浸潤(rùn)現(xiàn)象了,普通的得不到這件事。這個(gè)東西知道以后舉一反三,為什么水密可以睡眠行走,原料它的腿上也有納米結(jié)構(gòu),微米結(jié)構(gòu),蚊子的眼睛為什么可以防霧呢,還是微米結(jié)構(gòu),納米結(jié)構(gòu)。你知道這件事,就是毛澤東說(shuō)的有所發(fā)現(xiàn),另外一件事做了以后,毛澤東說(shuō)有所發(fā)明,另外是有所創(chuàng)造,就是我后面講的故事。
我用納米碳管超雙疏功能,水和油都是大于150度,疏水的高分子和雙親的高分子做出了(英文),也可以實(shí)現(xiàn)超水,這個(gè)就便宜了。剛剛說(shuō)了,什么東西能夠便宜,然后做成超疏水,才有市場(chǎng)。
基礎(chǔ)科學(xué)在哪呢?納米線我做什么呢?把各種各樣的分子修上去,一碳,兩碳,到五碳,六碳,再到(英文),這個(gè)硅的表面是平滑的,是基本線性的,但是對(duì)于水來(lái)說(shuō),在C1的時(shí)候,一個(gè)碳的時(shí)候,出現(xiàn)了跳躍,就是超水的轉(zhuǎn)變,這個(gè)事情有一點(diǎn)什么呢?瘋了!為什么沒(méi)有想到在這里,為什么?我們從小學(xué)、中學(xué)、大學(xué),學(xué)的楊氏方程定義我們這個(gè)轉(zhuǎn)變點(diǎn)在哪?在90度,因?yàn)檫@個(gè)COS等于0,我們從這些材料來(lái)看,和90度一點(diǎn)兒關(guān)系沒(méi)有,這個(gè)楊氏,祖師爺,力學(xué)的牛頓,問(wèn)他,老爺爺,是不是問(wèn)題啊,周郁剛才問(wèn)了,有問(wèn)題?為什么,他那個(gè)時(shí)代只不過(guò)是一個(gè)經(jīng)典的牛頓力平衡。他沒(méi)有考慮到什么靜電力,疏水力等等,留給世界的是什么的呢?是我的!如果這個(gè)有了,我找了一個(gè)高分子,可以從什么65度到65度之上,可以變。智能超浸潤(rùn)了,就是超越自然了,學(xué)習(xí)自然,超越自然,智能超浸潤(rùn),這個(gè)分子叫做(拘役丙烯酰胺 音),溫度可以從65度以下變成65度以上,你再加上一個(gè)這是朝浸潤(rùn)了,2017年我們是第一個(gè)應(yīng)用的選片做封面,畫上了太極圖,月亮出來(lái)了超浸潤(rùn),太陽(yáng)出來(lái)了超輸水,德國(guó)人能理解嗎,德國(guó)人寫的是陰和陽(yáng)代表著兩種相反的自然界的東西,為什么呢?德國(guó)人能理解我們呢,這是太極所告訴我們的。他們的祖先叫做黑格爾,我們中國(guó)的祖先是老子,這兩個(gè)人都是對(duì)立統(tǒng)一的提出來(lái),這兩個(gè)人同一個(gè)時(shí)代提出了同樣的哲學(xué)觀點(diǎn)。中國(guó)古代的哲學(xué),水的對(duì)立統(tǒng)一的對(duì)面是什么,是油,超疏油,超疏油的相反是超親油,陰陽(yáng)生四相。2009年,我又發(fā)現(xiàn)魚鱗表面在水下有超疏油,油在水下根本碰不上,為什么能在水中保持清潔呢,因?yàn)槭撬鲁栌停肋@個(gè)現(xiàn)象以后,馬上就在液體下面不溶液體的浸潤(rùn)概念,水下超超疏油這樣又多了四個(gè),又在同一年發(fā)現(xiàn)了荷葉在水下的超親氣問(wèn)題,氣體在表面突然鋪展開(kāi)了,馬上建立了一個(gè)概念,試驗(yàn)基礎(chǔ)以后,馬上的(英文),就是液體下面的超親氣,超疏氣問(wèn)題,那就組合吧,祖宗說(shuō)了,一共有多少呢?你把這個(gè)作為三個(gè)搖,超和親做成多少個(gè)變換呢,一共是64個(gè),我一會(huì)兒給你解釋超12個(gè),你看看這個(gè)東西顛覆不顛覆,整個(gè)世界就方了,你看吧,一萬(wàn)多,我們也一萬(wàn)九千多篇,去年是一千八百多篇文章,全世界有130個(gè)國(guó)家,五百多所大學(xué)等,沒(méi)有辦法了,哈佛,MAT也在里面了。然后我們被湯森路透438篇列為第七,你看前面是誰(shuí),后面是誰(shuí)?我們據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),我們被提名,我也被提名了,他們提名有的時(shí)候管我要材料的。好了這個(gè)體系,技術(shù)科學(xué)還有,還有應(yīng)用科學(xué),我只舉這幾個(gè)例子,農(nóng)藥問(wèn)題,積水問(wèn)題,乳液分離問(wèn)題,廢水問(wèn)題等等,來(lái)講這些事。這是64卦里面的超疏水,超疏油,這是超雙疏面料,傳遞給這些企業(yè)了,這些大企業(yè)干的都不怎么地,做了一年,上市公司,炒作了一下子,但是小企業(yè),愛(ài)立特,做了四百多條,十幾個(gè)億啊,你看見(jiàn)沒(méi)有。江總書記把這個(gè)作為禮物送給了布什,布什帶了兩個(gè)美人,還有這個(gè)領(lǐng)帶都是我們送給他的,通過(guò)江院長(zhǎng)送給他的。
還有自清潔玻璃,多少呢?20多萬(wàn)平米,都在墻上呢?國(guó)家大劇院,不光是中國(guó),埃塞俄比亞,還有其他的國(guó)家,這個(gè)樓是我們的,三個(gè)星期前,這個(gè)公司經(jīng)理昨天晚上請(qǐng)我們?nèi)コ燥埩?,然后咱們?cè)儆懻?,油水分離,這個(gè)是水,這是(英文),走,這是各種各樣的設(shè)備,有870臺(tái)套設(shè)備已經(jīng)投入使用了。特別值得一提的是巴基斯坦的核電站購(gòu)買了八臺(tái)設(shè)備來(lái)保護(hù)他們的熱點(diǎn)發(fā)電機(jī),這是中船重工作的,是我們合作企業(yè),他說(shuō)為什么?他說(shuō)福島核電站有了這個(gè)就沒(méi)有事了,10兆億日元的損失,還不止,我這個(gè)多少錢,2萬(wàn)多塊錢,不買我們,為什么不買!然后直接打印制板,按照那個(gè)刻蝕,定影,不用了,直接打印,打印在超親水的板上打上超疏水的圖案,這是已經(jīng)有30多家的報(bào)紙?jiān)谠囉?,還有的已經(jīng)開(kāi)始印刷了,還有食品包裝都在做,制板機(jī)已經(jīng)不是遠(yuǎn)銷,近銷韓國(guó)。
再來(lái)講一個(gè)葡萄糖傳感器,這個(gè)多大的市場(chǎng)呢??jī)蓚€(gè)( 比另到了斯 音)吃好了以后,得糖尿病的人很多,但是它的傳感器不靈,抽完血以后還要稀釋,為什么?靈敏度不行檢測(cè)線太低,超疏水檢測(cè)什么問(wèn)題呢?你這個(gè)氧氣,霉傳感器需要氧氣,我給三項(xiàng)技術(shù)電極,有無(wú)限的氧氣給你,怎么回事呢?這個(gè)怎么回事呢?這個(gè)檢測(cè)線,這個(gè)市場(chǎng)上的,我的可以到這里,為什么不能再畫,它就沒(méi)了,它就沒(méi)了,太牛了,牛到什么呢?全部顛覆。超顛覆。
穩(wěn)定性,這個(gè)是它的穩(wěn)定性,這個(gè)不光是葡萄糖的,還有乙醇的什么,各種各樣的,都WORK了,原理上全部普世的。
剛才講了幾件事,這是64個(gè)變換的幾個(gè),那是靜態(tài)的,咱們來(lái)講動(dòng)態(tài)的,還是什么呢?質(zhì)問(wèn)自然界來(lái)面的超浸潤(rùn)現(xiàn)象,為什么蝴蝶翅膀的水往外流呢,和這個(gè)微米的瓦片和納米的蓑衣
組成的,定向移動(dòng),蜘蛛絲為什么可以積霧呢,它不是一個(gè)均勻的,是紡錘形的結(jié)構(gòu),液體在窄的地方被凝結(jié)以后,往粗的地方走,凝結(jié)液體,仙人掌為什么可以在沙漠中積水呢?也是這樣的錐形,這個(gè)基本原理叫做拉普拉斯椎,大的取力半徑根據(jù)小的,小的取力半徑向大的,所以液體從小的半徑向大的半徑走。然后咱們就做成這樣的蜘蛛網(wǎng),人造蜘蛛網(wǎng),你看,走了,來(lái)了就積水了,這個(gè)時(shí)間比較長(zhǎng),解決什么呢?解決我國(guó)西部、中部干旱缺水問(wèn)題,就不用人背肩扛了,輕量的水就留出來(lái)了,有所發(fā)明,有所發(fā)現(xiàn),然后有所創(chuàng)造,不是積水的,積油,用仿仙人掌的椎,你看不見(jiàn),你看,走,一個(gè)制作了之后,我們可以做陣列,我們的工作,不像周老師說(shuō)的(英文),我們才不要,到超市買一千個(gè)針,十塊錢,把針一綁,然后一印,都是陣列出來(lái)了,然后把油就分開(kāi)了,然后可了不得,這是多大的事,每一個(gè)事都是可以一個(gè)大公司,上市公司,準(zhǔn)備錢吧,80%,然后貧油甜的80%,然后含油生活污水,化工冶煉什么的,每一件事都是顛覆性的。還有四孔監(jiān)管的六千年了,毛筆為什么用豪不用毛,六千年,為什么?他把尖裁掉了以后就變成了歐洲的毛筆,就潑墨了,達(dá)芬奇畫這個(gè)蒙娜麗莎用了多長(zhǎng)時(shí)間?用了一年半,齊白石兩幅畫十分鐘以內(nèi),為什么?因?yàn)樗麄冇玫墓P不一樣。馬可波羅看了半天說(shuō)中國(guó)人用毛做筆,回去做了,不知道這是豪,他用水性的潑,不行,只好用油,齊白石就不是了。價(jià)錢是一樣的,為什么?博物館里不許賣,無(wú)價(jià)之寶,但是這里面的科學(xué)問(wèn)題是什么呢?你看這個(gè)豪,這個(gè)中間的地是一個(gè)豪,狼豪,這個(gè)拉普拉斯椎,這個(gè)鱗片,蝴蝶的翅膀,然后把這兩根毛放上以后,這個(gè)液體往上走,這個(gè)是往下走,兩個(gè)相反的作用力及毛筆占水理以后就平衡了,這個(gè)是什么呢?科學(xué)原理是什么呢?(英文),受控的液體輸液,祖宗早就知道這件事就是不玩科學(xué),但是這件事必須我們來(lái)玩。但是你(英文),周老師,還要印嗎,他挺累的,我們說(shuō)想寫哪就寫哪,想寫多寬就寫多寬,就兩根毛,現(xiàn)在我們是微米的,還要做成納米的,挑戰(zhàn)不可能的,周老師說(shuō)這是不可能的,我們挑戰(zhàn)不可能,再往前走,機(jī)械我們都做完了,我們還要做膜,毫米級(jí)的膜,我的特點(diǎn)是我想往哪寫就往哪寫,因?yàn)槲覀冇玫牟牧媳冉鹱舆€貴,不能全部做了然后轉(zhuǎn)移,不行,太貴了。做三維顯示的背板,LED什么的,還可以,老師給我做了一個(gè)非常好的,他說(shuō)這個(gè),他做不了基因體,你看圖案化的晶體,這是電子衍射,各種各樣的方法,要什么圖案做成什么圖案,有機(jī)單晶,有機(jī)單晶的激光陣列顯示屏,下一代是亮子點(diǎn)LED,我再代替它,它是走得慢了,就是一年就沒(méi)了,下面就是我。
再來(lái)看海水發(fā)電,就是學(xué)習(xí)電鰻,用海水的淡水過(guò)程,發(fā)電,已經(jīng)做到4.5瓦了,這些紅的三角都是我們已經(jīng)沖破了極限。未來(lái)是什么呢?上海,這里來(lái)一個(gè)都江堰,一分流就開(kāi)始發(fā)電了。再來(lái)一個(gè)表面活性劑,這個(gè)廢水一倒,納米碳管和高分子,輕量的水就流出來(lái)了,你看這個(gè)小吧,這個(gè)是顛覆性的,為什么?什么是顛覆性呢?顛覆性就是改變世界,改變生活。環(huán)境荷爾蒙,我們一天到晚洗衣粉多少呢,17個(gè)(英文),到水里去了,開(kāi)玩笑呢,你媳婦兒還能不能生兒子還是問(wèn)題,還想什么,這個(gè)不是顛覆性的么?開(kāi)玩笑。農(nóng)藥,99.9%的都是白費(fèi)的,為什么?因?yàn)槭浅杷?,丟地里面了,雨水一沖進(jìn)河里了,魚蝦一吃,我們一吃魚蝦,還要不要兒子了。好了,怎么辦?把這個(gè)放一點(diǎn)疏水的,用了兩種,一個(gè)是SDS,一個(gè)是STS,表面活性劑,氣死我了,為什么?老師,沒(méi)錯(cuò),這個(gè)法國(guó)大牛已經(jīng)說(shuō)了,說(shuō)這個(gè)表面活性劑放了沒(méi)凈,因?yàn)榻佑|時(shí)間太短了,挑戰(zhàn)不可能,周老師說(shuō)了,咱們仿生,為什么他都是做什么,就是(買塞歐 音),這是非常小的酵素,打不開(kāi),然后(那跑 音),算什么,(雙程林子,雙分子林子 音),細(xì)胞膜,細(xì)胞膜做大膜泡,一砸,三個(gè)毫秒,就把一個(gè)超疏水表面變成超親水了。
剛剛我講的是(板個(gè)里子 音),我這里光和水就有64個(gè)變換,那邊是液體,離子液體,膠體,酸堿鹽,金屬液體,有機(jī)溶劑等等,從低溫到高溫,從低壓到高壓,我講了冰山上的一角,你想象吧。這個(gè)技術(shù)已經(jīng)是顛覆的了。謝謝。