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张泽院士：《材料科学创新要敢闯无人区》
2026-03-14 19:52:48
作者：张泽（中国科学院院士，浙江大学材料科学与工程学院教授）
在科学上，保持前沿探索的价值观非常重要。毫无疑问，高分辨率电子显微镜在材料科学中的作用极为关键，而材料已日渐成为了一个国家战略科技力量的重要组成部分。当下，我们国家的很多领域使用的材料，只要是高端的，都不行。同样是玻璃，建筑玻璃便宜， 是按吨卖的，而到了用于眼镜、透镜等的光学玻璃就不一样了，价格直线上涨。再往上，用玻璃纤维做激光手术刀，就更贵了，是按克卖的。贵在哪儿？“是科技含量，而我们现在科技含量最好的，也就在中游，到不了中高档，这是由整个产业决定的，比如最近呼声很高的 C919 大飞机，其核心的航空发动机也不是完全国产自研的。为什么？很大的原因是材料不行，光是发动机涡轮叶片就无法国产。
为什么会这样呢？究其原因，是因为“材料问题就是工艺问题”的浅薄认知普遍存在。张泽院士举了兵器锻造的例子生动地说明了这一点。作为一门传统工艺，“漫长的铁器时代中我们看到的都是铁匠将铁放进火炉烧，然后用锤子反复敲打，最后放进水里‘呲啦’一声完成淬火，却没有人能说清楚铁怎么就由软变硬了”，其中火炉的温度、加热的时长、敲打的力度、淬火的冷却速度等等，都是未知数，全凭铁匠师傅的感觉。而这个问题的解决还是近一二百年，最终依靠显微镜看到了原子结构，科学家们才终于知道硬度的变化来源于铁器中铁与碳的结构变化。“这个传统的工艺问题是经过了上百年，才最终依靠科学的仪器、科学的方法得以解决。
工艺问题本质上还是科学问题，而要解决科学问题，顶级的科学仪器必不可少。当下，国际局势复杂动荡，而高端科学仪器 90% 以上依赖进口的我们，被“卡脖子”的问题日益突出，许多高端仪器被禁止向中国出口，而即使是高价进口的仪器，也面临着没有专业人员维保和配套部件短缺的问题。在这种严峻的形势下，科学的饭碗就是科学仪器，我们的饭碗必须端在自己手里。
除了更高的效率之外，商业化、市场化的重要性更体现在中国企业作为重要创新主体，必须要真正用上科学的工具、手段和思维，才能带动整个材料产业和制造业向中高端升级，进而“推动中国制造业从‘制造大国’向‘制造强国’的转型”。
当然，商业化之路并非坦途。企业是追求利润的，并不掌握那么多科学，张泽院士用水泥举了个例子，“同样是水泥，我们的水泥论吨卖，我们的企业都在拼谁的价格更低；而医疗上用于补牙、补骨头的进口水泥，是按克卖的，差六个数量级”，谁利润更高不言自明，这就是科学的力量，而“绝大部分的企业意识不到”。于是，哪怕是投入大量资本进行数字化、自动化转型的企业和厂商，也很可能无法接受部署科研仪器来对自己的生产进行升级，因为这触及到了大部分企业认知的“无人区”，而市场还没有给到足够的压力来倒逼他们学习。不过，张泽院士说道，“材料危机其实已经到来”，谁能更快地更新知识结构、提高认知水平，谁就能从低端制造的红海中挣脱出来。因此，他也建议中国的企业，“不仅要配备首席技术官，还应该有一位首席科学官”，因为“搞技术的不会懂科学，至少懂不了那么深，而搞科学的人又管不了那么实用的技术，二者的结合恐怕是必需的。
作者介绍：
张泽：中国科学院院士，浙江大学材料科学与工程学院教授、博士生导师，浙江大学学术委员会咨询委员会主任。兼任中国分析测试协会理事长、亚太地区显微镜学会理事长和中国创新方法研究会副理事长。1980年毕业于吉林大学物理系。1983年获中科院沈阳金属研究所硕士学位，1987年获博士学位。曾任中国科学院北京电镜实验室主任、中国科协党组成员、书记处书记、亚洲晶体学会主席、中国电子显微镜学会理事长、北京工业大学副校长（正校级）。张泽院士长期从事先进材料的电子显微结构研究，特别关注显微结构与材料性能间关系的基础性研究。注重将原子层次显微结构分析与材料中存在的关键科学问题相结合，系统研究解决了准晶、低维纳米材料等国际材料科学界关注的一些重要问题，取得了创造性研究成果。承担多项国家重大和其它基金研究项目。在Nature、Science、Nat. Mater.、Nat. Commun.、Nano Lett.、Adv. Mater.、Phys. Rev. Lett.、JACS和Angew. Chem. Int. Edit.等国际有重要影响的期刊上发表学术论文400余篇，总引用1万多次。编著《高分辨电子显微学在材料科学中应用》和《纳米结构及纳米材料》英文专著两部。主要研究成果曾获国家自然科学一等奖、中国青年科学家奖、求是杰出青年奖、何梁何利奖等9项科技奖励。全国政协第九届、第十届、第十一届委员。
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