中國科學院理化技術研究所研究員江雷
10月29日上午消息,2017未來科學大獎頒獎典禮暨未來論壇年會于10月28日-29日在京舉辦。中國科學院理化技術研究所研究員江雷在材料科學研討會發表題為《仿生智能超浸潤界面材料體系》演講。
江雷表示,自己用了十九年的時間研究超浸潤材料。質疑自然界中獨特的超浸潤性,從而獲得發現,仿生科學的最高境界是“無中生有”。
“我們做科學的基本的思路,是向自然學習。” 他舉例稱,超雙疏面料紡織品,超雙親自清潔玻璃,油水分離的設備,直接打印制版設備,超疏水富氧葡萄糖生物傳感器等等這些基于材料的發明,都給生活帶來方便,也都將會顛覆這個世界。
江雷甚至指出,99.9%的農藥是沒用的,“都是超疏水的,都滲透到地里了。”而隨著仿生超浸潤體系的飛速發展,在解決農藥、積水、廢水油積等方面也已經得到了應用。
在隨后的對話環節,被問到什么樣的材料可以顛覆世界時,江雷認為會是納米技術。
“納米科學技術產生顛覆是必然的,這個時代已經到來了。” 而他認為更具顛覆性的是自己在報告里沒提到的納米技術和基因工程的結合產生活材料。他舉例稱,比如牙齒掉了,會種植假牙,但是納米材料和基因技術的結合會讓牙真正地從牙齦長出來。再繼續下去,未來甚至可能實現人類的肝臟等很多重要器官重生,“到時候人類或許真的就能長生不老了。”(張俊)
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,叫做用三點水做農業,四點水做農業。
我們做科學,做科學的基本思路是什么?是向自然學習,道法自然。學習自然的過程中我們要注重界面,因為界面是前面萬花的,界面是幾乎所有功能的圓圈,半導體,工業的,微電子工業的基石,就是P-N結,我做一件事做了19年,超浸潤現象,什么是超浸潤呢,跟超導一樣,超導是什么呢,不是一般的導體,超浸潤,也是比普通的浸潤比較要超過他們,普通的浸潤,比如說親水的東西,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變式,懷疑和質問我們所確信的一切事物的過程,并嘗試用這種辦法來揭示真理。剛才周老師也提出了這個問題,你要質疑現在已經已確信的堅定不移的事情,你才能夠(英文)。
我質疑什么呢?不能質疑所有的事情,我只能質疑和我有關的事情,自然界超浸潤的奇妙的特性來探求科學原理,荷葉為什么出淤泥而不染,為什么水密可以在水面上走,蝴蝶翅膀為什么往外走,不能往里走,魚為什么保持清潔,蜘蛛絲為什么會返霧,很簡單,仿生科學的最高境界是無中生有,所有你能看到世界的都沒有科學,但是我一看就有科學,這個是無中生有。荷葉,出淤泥而不染,這是宋朝詩人寫的,但是科學的問題在什么地方呢?微觀世界,很多的微米結構,微米結構上面還有納米結構,記住了,當時根本不懂什么是納米?但是你記住了,上帝從來就不做無用功,你記住了,這個結構一出現了,肯定是有用的,你只是不知道。后來我們就知道了。用(濤赫 音)方程分形結構進行一個模擬,就發現了這些超過一百納米結構的時候就出現了超浸潤現象了,普通的得不到這件事。這個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構,微米結構,蚊子的眼睛為什么可以防霧呢,還是微米結構,納米結構。你知道這件事,就是毛澤東說的有所發現,另外一件事做了以后,毛澤東說有所發明,另外是有所創造,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),也可以實現超水,這個就便宜了。剛剛說了,什么東西能夠便宜,然后做成超疏水,才有市場。
基礎科學在哪呢?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),這個硅的表面是平滑的,是基本線性的,但是對于水來說,在C1的時候,一個碳的時候,出現了跳躍,就是超水的轉變,這個事情有一點什么呢?瘋了!為什么沒有想到在這里,為什么?我們從小學、中學、大學,學的楊氏方程定義我們這個轉變點在哪?在90度,因為這個COS等于0,我們從這些材料來看,和90度一點兒關系沒有,這個楊氏,祖師爺,力學的牛頓,問他,老爺爺,是不是問題啊,周郁剛才問了,有問題?為什么,他那個時代只不過是一個經典的牛頓力平衡。他沒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!如果這個有了,我找了一個高分子,可以從什么65度到65度之上,可以變。智能超浸潤了,就是超越自然了,學習自然,超越自然,智能超浸潤,這個分子叫做(拘役丙烯酰胺 音),溫度可以從65度以下變成65度以上,你再加上一個這是朝浸潤了,2017年我們是第一個應用的選片做封面,畫上了太極圖,月亮出來了超浸潤,太陽出來了超輸水,德國人能理解嗎,德國人寫的是陰和陽代表著兩種相反的自然界的東西,為什么呢?德國人能理解我們呢,這是太極所告訴我們的。他們的祖先叫做黑格爾,我們中國的祖先是老子,這兩個人都是對立統一的提出來,這兩個人同一個時代提出了同樣的哲學觀點。中國古代的哲學,水的對立統一的對面是什么,是油,超疏油,超疏油的相反是超親油,陰陽生四相。2009年,我又發現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,因為是水下超疏油,知道這個現象以后,馬上就在液體下面不溶液體的浸潤概念,水下超超疏油這樣又多了四個,又在同一年發現了荷葉在水下的超親氣問題,氣體在表面突然鋪展開了,馬上建立了一個概念,試驗基礎以后,馬上的(英文),就是液體下面的超親氣,超疏氣問題,那就組合吧,祖宗說了,一共有多少呢?你把這個作為三個搖,超和親做成多少個變換呢,一共是64個,我一會兒給你解釋超12個,你看看這個東西顛覆不顛覆,整個世界就方了,你看吧,一萬多,我們也一萬九千多篇,去年是一千八百多篇文章,全世界有130個國家,五百多所大學等,沒有辦法了,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,后面是誰?我們據不完全統計,我們被提名,我也被提名了,他們提名有的時候管我要材料的。好了這個體系,技術科學還有,還有應用科學,我只舉這幾個例子,農藥問題,積水問題,乳液分離問題,廢水問題等等,來講這些事。這是64卦里面的超疏水,超疏油,這是超雙疏面料,傳遞給這些企業了,這些大企業干的都不怎么地,做了一年,上市公司,炒作了一下子,但是小企業,愛立特,做了四百多條,十幾個億啊,你看見沒有。江總書記把這個作為禮物送給了布什,布什帶了兩個美人,還有這個領帶都是我們送給他的,通過江院長送給他的。
還有自清潔玻璃,多少呢?20多萬平米,都在墻上呢?國家大劇院,不光是中國,埃塞俄比亞,還有其他的國家,這個樓是我們的,三個星期前,這個公司經理昨天晚上請我們去吃飯了,然后咱們再討論,油水分離,這個是水,這是(英文),走,這是各種各樣的設備,有870臺套設備已經投入使用了。特別值得一提的是巴基斯坦的核電站購買了八臺設備來保護他們的熱點發電機,這是中船重工作的,是我們合作企業,他說為什么?他說福島核電站有了這個就沒有事了,10兆億日元的損失,還不止,我這個多少錢,2萬多塊錢,不買我們,為什么不買!然后直接打印制板,按照那個刻蝕,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,這是已經有30多家的報紙在試用,還有的已經開始印刷了,還有食品包裝都在做,制板機已經不是遠銷,近銷韓國。
再來講一個葡萄糖傳感器,這個多大的市場呢?兩個( 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?靈敏度不行檢測線太低,超疏水檢測什么問題呢?你這個氧氣,霉傳感器需要氧氣,我給三項技術電極,有無限的氧氣給你,怎么回事呢?這個怎么回事呢?這個檢測線,這個市場上的,我的可以到這里,為什么不能再畫,它就沒了,它就沒了,太牛了,牛到什么呢?全部顛覆。超顛覆。
穩定性,這個是它的穩定性,這個不光是葡萄糖的,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個變換的幾個,那是靜態的,咱們來講動態的,還是什么呢?質問自然界來面的超浸潤現象,為什么蝴蝶翅膀的水往外流呢,和這個微米的瓦片和納米的蓑衣
組成的,定向移動,蜘蛛絲為什么可以積霧呢,它不是一個均勻的,是紡錘形的結構,液體在窄的地方被凝結以后,往粗的地方走,凝結液體,仙人掌為什么可以在沙漠中積水呢?也是這樣的錐形,這個基本原理叫做拉普拉斯椎,大的取力半徑根據小的,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,人造蜘蛛網,你看,走了,來了就積水了,這個時間比較長,解決什么呢?解決我國西部、中部干旱缺水問題,就不用人背肩扛了,輕量的水就留出來了,有所發明,有所發現,然后有所創造,不是積水的,積油,用仿仙人掌的椎,你看不見,你看,走,一個制作了之后,我們可以做陣列,我們的工作,不像周老師說的(英文),我們才不要,到超市買一千個針,十塊錢,把針一綁,然后一印,都是陣列出來了,然后把油就分開了,然后可了不得,這是多大的事,每一個事都是可以一個大公司,上市公司,準備錢吧,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,達芬奇畫這個蒙娜麗莎用了多長時間?用了一年半,齊白石兩幅畫十分鐘以內,為什么?因為他們用的筆不一樣。馬可波羅看了半天說中國人用毛做筆,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。價錢是一樣的,為什么?博物館里不許賣,無價之寶,但是這里面的科學問題是什么呢?你看這個豪,這個中間的地是一個豪,狼豪,這個拉普拉斯椎,這個鱗片,蝴蝶的翅膀,然后把這兩根毛放上以后,這個液體往上走,這個是往下走,兩個相反的作用力及毛筆占水理以后就平衡了,這個是什么呢?科學原理是什么呢?(英文),受控的液體輸液,祖宗早就知道這件事就是不玩科學,但是這件事必須我們來玩。但是你(英文),周老師,還要印嗎,他挺累的,我們說想寫哪就寫哪,想寫多寬就寫多寬,就兩根毛,現在我們是微米的,還要做成納米的,挑戰不可能的,周老師說這是不可能的,我們挑戰不可能,再往前走,機械我們都做完了,我們還要做膜,毫米級的膜,我的特點是我想往哪寫就往哪寫,因為我們用的材料比金子還貴,不能全部做了然后轉移,不行,太貴了。做三維顯示的背板,LED什么的,還可以,老師給我做了一個非常好的,他說這個,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,有機單晶,有機單晶的激光陣列顯示屏,下一代是亮子點LED,我再代替它,它是走得慢了,就是一年就沒了,下面就是我。
再來看海水發電,就是學習電鰻,用海水的淡水過程,發電,已經做到4.5瓦了,這些紅的三角都是我們已經沖破了極限。未來是什么呢?上海,這里來一個都江堰,一分流就開始發電了。再來一個表面活性劑,這個廢水一倒,納米碳管和高分子,輕量的水就流出來了,你看這個小吧,這個是顛覆性的,為什么?什么是顛覆性呢?顛覆性就是改變世界,改變生活。環境荷爾蒙,我們一天到晚洗衣粉多少呢,17個(英文),到水里去了,開玩笑呢,你媳婦兒還能不能生兒子還是問題,還想什么,這個不是顛覆性的么?開玩笑。農藥,99.9%的都是白費的,為什么?因為是超疏水的,丟地里面了,雨水一沖進河里了,魚蝦一吃,我們一吃魚蝦,還要不要兒子了。好了,怎么辦?把這個放一點疏水的,用了兩種,一個是SDS,一個是STS,表面活性劑,氣死我了,為什么?老師,沒錯,這個法國大牛已經說了,說這個表面活性劑放了沒凈,因為接觸時間太短了,挑戰不可能,周老師說了,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,然后(那跑 音),算什么,(雙程林子,雙分子林子 音),細胞膜,細胞膜做大膜泡,一砸,三個毫秒,就把一個超疏水表面變成超親水了。
剛剛我講的是(板個里子 音),我這里光和水就有64個變換,那邊是液體,離子液體,膠體,酸堿鹽,金屬液體,有機溶劑等等,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。這個技術已經是顛覆的了。謝謝。