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2013年10月22日
傑出講座
材料天地論古今

鄭智友
香港城市大學(城大)10 21日舉行最新一場「校長講座系列:學術薈萃」,科學及工程學院的傑出教授劉錦川教授演講,為聽眾回溯千百年來材料、科技與人類社會如何互相促進,歷述人類社會如何發現、發明、改造各種材料,並巧妙利用材料來改善自己的生活,他的生動演講令人陶醉。
 
劉教授以研究先進結構材料而聞名國際,他在演講中指出:「自古以來,材料的製取和應用對人類文明一直發揮關鍵作用。」
 
他還說:「我們要記住,材料的研發主宰了各門工業、各類科技,而新材料的迅速研發並投入應用,正是當今科技創新的主要推動力。」
 
劉教授是美國工程院院士兼中國工程院外籍院士。演講一開始,他解釋數千年來人為火力溫度的節節升高如何支配了各種材料的出現,從而推動文明進步,例如從石器時代轉入青銅器時代,再過渡到高一級的鋼鐵製造業時代。
 
但劉教授說,這些演進對地球也有不利影響,尤其是在空氣質素方面,有時空氣污染正來自鋼鐵的冶煉及用於建造業。
 
這一問題日益惡化,例如北京市政府正考慮在空氣污染嚴重的日子命令市內某些地區的所有汽車停駛、學校停課。不僅如此,劉教授還說,中國急速都市化、工業化,使全國不得不耗資1,750億人民幣為農村地區淨化飲用水。
 
然而材料的進步也為解決廢氣和污染問題帶來希望。劉教授說,材料的巧妙運用可以降低鋼鐵消耗,並相應減少二氧化碳排放量,例如使鋼鐵強度增高三倍,建造業就有可能將污染物的排放減少70%
 
劉教授在台灣完成本科學業,後來到美國取得博士學位。他接着討論製取常規的高強度鋼材所引起的重大問題,以及城大對解決這些問題的貢獻,尤其是利用納米粒子而取得的成就。他也解釋美國遭遇9∙11事件如何刺激了耐火鋼材的研究,以求防止鋼樑遇高溫而軟化。
 
劉教授還講解新型合金的研究如何減輕了飛機的重量,因而有助降低污染排放和燃料消耗,並指出大塊金屬玻璃的研究有可能促成材料研發的一次革命,因為大塊金屬玻璃具有獨特的性能:強固、耐久、冷卻性優良、沒有顆粒結構引致的顯微結構粗糙,因而適合用作亞微米和納米級光柵的材料。
 
演講結束時,劉教授指出,如今研發及應用新材料是否成功,應該成為衡量一個國家的社會福祉高低的重要標尺,言下之意,也即中國等經濟發展令人矚目的國家必須注重材料的研發,為未來做好準備。
 
「現在中國必須研發先進的材料和製造技術,以便從生產大國轉型為高科技製造大國,」劉教授說。