8月6日,由金华市科协指导、义乌市科协主办的第四期“科学咖啡馆”活动在义乌森山小镇“浙江院士之家”举行。本次活动以“石韵新篇·纤维筑梦”为主题,邀请了中国科学院院士、著名地质学家、中国科普作家协会原理事长刘嘉麒作专题报告,并与在座嘉宾展开对话,聚焦石产业与玄武岩纤维材料的前沿应用技术,探讨石产业新机遇,为地方石文化和石产业的发展注入新动力。
金华市科协党组成员、副主席王杏蓓表示,“科学咖啡馆”是浙江省科协今年最新推出的科学传播模式,活动以“人”为核心,以“咖啡”为媒介,以“科技”为主题,打造一个可以自由聚会、交换意见的科学空间,探讨前沿科技与创新,碰撞思想火花,促进科学家、企业家、创投家的跨界交流。今年以来,金华市县科协已经开展11场科学咖啡馆,其中院士对话7场,这也是义乌市科协举办的第4场科学咖啡馆活动。期待在本次“科学咖啡馆”的思想碰撞中,助力石文化传播石产业创新升级,助推玄武岩纤维材料实现更广泛的应用,进一步促进金华科技和产业高质量发展。
83岁的刘嘉麒,是火山地质与第四纪地质学家,从事地质研究与科考60多年,他的足迹遍布七大洲五大洋。他十进长白山,七上青藏高原,三入北极,两征南极,造访和考察了50多个国家和地区,率先查明了我国火山的时空分布和岩石地球化学特征,让中国新生代火山活动规律的研究处于国际前沿水平。
从事科研工作期间,刘嘉麒系统地调查研究了中国火山,查明中国不仅有火山,还有活火山,且分布广泛;中国火山不仅类型多样,且成因复杂,是全球大陆火山的一个重要分布区。他在岩石学、年代学、地球化学、地球动力学、古气候学、资源与灾害等领域,取得了一系列理论与应用研究成果。
科研之外,刘嘉麒院士还非常重视科学教育与科学普及,经常给全国各地中小学生做科普讲座。
现场,刘嘉麒院士带来了一场题为《石文化与石经济》的报告。矿石的种类有哪些?玄武岩是如何形成的?它又是如何从硬邦邦的石头变成柔软的纤维?它的应用前景都有哪些?刘嘉麒先从宝玉石的定义、形成、种类、产地、加工工艺等多方面做了专业的讲述,还详细介绍了岩矿材料以及岩矿材料不断创新所形成的各种特殊材料的经济、社会价值。刘嘉麒表示,矿产资源是经济社会发展的重要物质基础,中国石文化源远流长,是中华优秀传统文化的重要组成部分。随着科技的迅猛发展,石产业的前景更加广阔,尤其是玄武岩纤维等新型绿色材料更是为石产业的转型升级奠定了科技基础。
刘嘉麒说,玄武岩来自火山的馈赠,是由火山喷发形成的、在自然界分布很广的一类岩石的总称,海底和月球表面有大部分面积被玄武岩覆盖。
玄武岩属于硅酸盐,由多种氧化物及微量元素组成,其中含量最高的是二氧化硅,还有三氧化二铝、氧化铁、氧化镁、氧化钠、氧化钾、二氧化钛等。不同种类的玄武岩成分不一。过去,玄武岩通常被碾碎用来铺路,但经过特殊的工艺处理后,却能变成一种高性能纤维材料——玄武岩纤维。
刘嘉麒说,并非所有的玄武岩都可以制成纤维,科学家需要经过大量细致的野外勘探和鉴定,才能找到合适拉丝的玄武岩。将选中的玄武岩粉碎,投入熔炉,加热到超过1500摄氏度的高温,使其熔融为液态岩浆;通过特制的铂铑合金漏板和一定的流程,便可拉成丝,成为玄武岩纤维。玄武岩纤维是一种绿色、高新材料,在抗高温、抗低温、绝缘等方面表现优异,不仅可以做管材、板材、筋材等,可以代替钢铁或碳纤维。
刘嘉麒说,即使在760摄氏度以上的高温,绝对零度(零下273.15摄氏度)的低温环境中,玄武岩纤维几乎都不会发生形变,且能保持原有性能。玄武岩“大家族”中各个成员的“个性”不同,可以发挥它们的各自优势,制造出不同性能的玄武岩纤维。有的突出力学性能,有的突出化学性能。在实际操作中,科学家会根据不同应用领域,对原料进行适当的物理/化学调配,使之更好地适应应用需要。
刘嘉麒介绍,如今玄武岩纤维在多个领域都有应用,并在全国多地实现跨界新材料生产,包括金华东阳的横店也有相关企业。例如悬索桥上的钢筋使用寿命在100~120年,如果用玄武岩纤维筋代替,其使用寿命可超过200年;因阻燃,可用来制作消防服;因质地柔软、坚韧,可用来制作防弹衣;因既耐高温又耐低温,可制作宇航服;因轻量化与高强度并存,在汽车制造领域应用前景广阔……
在互动环节,刘嘉麒院士还与金华市科普作家协会、义乌市石文化研究会、义乌市纺织品行业协会、义乌市弋阳商会的相关负责人进行了对话,解答了他们提出的有关问题。刘嘉麒表示,玄武岩纤维摸起来和塑料绳有些相似,又轻又韧。这种材料抗腐蚀、阻燃、环保,而且原材料易得,可以代替碳纤维和钢铁,应用于航天、国防、消防等领域,前景非常广阔。作为一种高性能新材料,在建筑行业,它已被应用于道路桥梁的加固与抗震房屋的建设中,显著提升了结构的稳定性和安全性。此外,在钓鱼竿、高尔夫球杆乃至自行车等体育用品中也被广泛应用。
对于大家饶有兴趣地提出关于义乌小商品市场商品与玄武岩纤维材料结合的话题,刘嘉麒院士指出,随着人工智能技术的深度融合,目前玄武岩纤维生产已经实现了产量的大幅提升与质量的严格把控,并且应用在人们日常用品的多个方面,小商品与玄武岩纤维材料结合,肯定会在市场上产生不一样的效反响。同时他呼吁义乌的企业家与政府部门加强合作,争取更多政策支持,以推动产业健康良性发展。
通讯员:萧江 吴优赛 傅鑫峰