固体缺陷研究应打破独立的科研体系

2019-11-12 11:39 来源:科技日报

在现实生活中,人们追求完美,尽力避免缺陷,但也有一些科学缺陷是无法避免的。“实际晶体与理想晶体相比有一定的偏差或缺陷。这种结构偏离的区域称为缺陷。”苏州科技大学化学生物与材料工程学院的刘波教授说,事实上,天然和合成的实际晶体都不是理想的完整晶体,它们都偏离了理想的空间晶格。

专家认为,固体缺陷是前沿基础研究,其发展水平是一个国家未来综合实力的重要体现。特别是近年来,通过控制缺陷的产生、结构和运动来优化材料和器件的性能已成为国内外研究的热点。近日,“第十四届全国固体缺陷研讨会”在苏州召开。代表们就缺陷研究进行了热烈的学术交流。

专家认为缺陷是材料的双刃剑。一方面,缺陷会直接影响材料的物理性能。许多晶体具有大量微观或亚微观缺陷,例如位错、小角度晶界和第二相杂质颗粒。这些缺陷对晶体的强度性能有很大影响。在压力或张力下,裂纹会在薄弱点形成,然后扩散到整个晶体。然而,如果预期的缺陷被引入到材料中并被有效地控制,则材料的物理性能可以被控制,并且可以获得意想不到的优异性能。目前,这方面的研究已经成为缺陷研究的重点和焦点。

“加快固体缺陷理论和实践应用水平的提高,对推动我国材料科学和新一代信息技术、新能源、节能环保、生物技术、新药、高端装备制造等战略性新兴产业的发展具有重要作用。”中国科学院院士、中国物理学会固体缺陷专业委员会主任朱光辉教授说。

记者了解到,30多年来,我国的大学和研究所始终以国家的主要需求为导向,集中精力组织科研工作,积极开展材料缺陷产生、运动规律、缺陷控制以及缺陷对物理性能影响的关键基础理论和应用研究。

目前,在离子晶体、铁电晶体、准晶、共价晶体、硅单晶、金属、合金、非晶合金、半导体、有机晶体、高温超导体、核聚变能等方面。在基础理论研究和应用方面都取得了一些重要的里程碑式的成就。其中,中国科学院固体物理研究所成功开发了特种高效吸能材料,并已应用于许多重要领域。目前,虽然我国在基础理论和应用方面取得了许多突破,但必须清楚地看到,与发达国家相比,我们在一些关键研究领域和应用方面仍有差距刘波说。

如何进一步提高我国固体缺陷领域的研究水平?在会议上,专家们建议固体缺陷研究是一个大型的跨学科课题。打破独立科研体制,建立不同学科间的协同创新机制是十分必要的。国家应重视基础原创性研究,高校应重视专业人才的培养,地方政府部门应引导加强生产、学习、研究和应用的交流与合作,为该领域的科研和产业工作者建立密切的交流与合作平台,促进我国材料科学和新材料产业的快速发展。