在實現“碳達峰、碳中和”宏偉目標的時代征程中,材料科學扮演著至關重要的基礎性與先導性角色。這一目標的實現,不僅依賴于宏觀政策的引導與產業結構的轉型,更深深植根于微觀尺度的材料創新與系統性的科研人才培養。以“科教融合”為核心理念,推動材料科學研究向縱深發展,正成為“潤物無聲”卻又強勁有力的驅動力量。
一、 科教融合:孕育創新人才的沃土
“科教融合”并非簡單的教學與科研相加,而是將前沿的科學研究過程、思維與方法,有機地融入人才培養的全鏈條。在材料科學領域,這意味著讓學生盡早接觸從新型儲能材料、高效催化材料到輕量化結構材料等與“雙碳”目標緊密相關的前沿課題。通過參與真實的科研項目,學生不僅能掌握理論知識,更能錘煉解決復雜工程問題的實踐能力、培養敢于質疑和探索未知的科學精神。這種浸潤式的培養模式,如春雨般“潤物無聲”,卻能在學生心中深植創新的種子,為“雙碳”事業儲備兼具扎實功底與前沿視野的未來科學家與工程師。
二、 潛精研思:聚焦“雙碳”的關鍵材料突破
助力“雙碳”,材料科學研究需要“潛精研思”,即沉下心來,針對關鍵瓶頸進行深耕與突破。這主要體現在以下幾個方向:
- 新能源轉換與存儲材料: 研發更高效率、更低成本的光伏材料(如新型鈣鈦礦材料),開發能量密度更高、循環壽命更長、安全性更優的下一代儲能材料(如固態電池關鍵材料),是提升可再生能源利用比例的核心。
- 節能減排與過程優化材料: 設計用于碳捕獲、利用與封存(CCUS)的高效吸附與催化材料;開發用于高溫工業過程的耐熱、抗腐蝕新材料以提升能效;發展輕質高強的復合材料用于交通運輸工具的減重,直接降低能耗。
- 資源循環與替代材料: 探索生物基、可降解的環保材料以替代傳統高碳足跡材料;研究廢舊材料,特別是退役電池、風機葉片等新能源裝備的高值化回收與再制造技術,構建循環經濟材料體系。
這些研究無不要求科研工作者坐穩“冷板凳”,在原子、分子尺度上洞察機理,在介觀與宏觀尺度上調控性能,其成果將是支撐能源革命與產業升級的基石。
三、 融合與研思的協同:構建可持續發展創新生態
“科教融合”與“潛精研思”相輔相成,共同構成助力“雙碳”的材料科學創新生態。一方面,前沿的科研為教學提供源源不斷的最新案例與鮮活內容,保持人才培養的先進性;另一方面,充滿好奇心的年輕學子涌入實驗室,為科研帶來新思路、新活力,形成教學相長的良性循環。更重要的是,通過這種深度融合,能夠更有效地將基礎研究的發現,導向面向國家重大戰略需求的應用研究,加速實驗室成果向產業技術的轉化,縮短創新鏈條。
“雙碳”目標是一場廣泛而深刻的經濟社會系統性變革。材料科學作為底層支撐,其發展路徑必須堅持“科教融合”以育人,恪守“潛精研思”以攻堅。唯有將知識的傳授、人才的培養與科學的探索、技術的革新無縫對接,才能持續激發創新活力,催生顛覆性技術,最終為我國乃至全球的綠色低碳轉型提供堅實、持久且智能的材料解決方案,在無聲之處聽驚雷,于精微之地見宏大。