
液氮冰淇淋“烟雾缭绕”,超导材料“悬浮奇技”,高熵合金的微观结构像蜂巢一样……5月16日,中国科学院东莞材料科学与技术研究所(以下简称“东莞材料所”)首次举行公众科学日,超2500名市民走进这支“国家队”,赴一场材料科学的约会。东莞材料所研究员张博表示,东莞材料所敞开大门,欢迎广大公众来探“所”——这既是材料所的“所”,也是上下求索的“索”,希望更多公众走进这里,认识东莞材料所,触摸材料科学最前沿的脉搏,看见它最接地气的产业前景。
科学家当“导游” 打开前沿材料“百宝箱”
“东莞材料所可以说是中国科学院这支‘国家队’中最年轻的新生力量。”活动现场据张博介绍,东莞材料所于2025年1月由中国科学院、广东省及东莞市人民政府合作共建,当年12月揭牌成立。短短一年时间里,跑出了“当年签约、当年筹建、当年获批、当年挂牌”的“湾区速度”。

“智能材料如何读懂细胞的语言?”“材料会携带病毒吗”“太阳能光伏如何助力碳达峰?”在“新新科普讲”环节,东莞材料所研究员张晔与暨南大学教授麦耀华分别带来两场深入浅出的科普讲座,从细胞命运调控到“双碳”目标下的光伏产业,将前沿材料科学转化为公众听得懂、感兴趣的常识。

除了“大咖”开讲,实验室的全面开放更让公众大呼“过瘾”。七大研究部、十个实验室首次向公众敞开大门。在非晶材料研究部,科研人员现场演示了“非晶烟花”实验,引得阵阵惊叹;在高熵合金实验室,专业显微镜下,材料的微观结构如蜂巢般规整,展台前围满了好奇的青少年;在新材料数智化研究部,“机器人材料科学家”正有条不紊地完成称量、烧结、表征等全流程自动化操作,观众纷纷驻足,连连称奇。
在大湾区首家材料科学博物馆——松山湖材料博物馆内,讲解员正带领观众从“水”出发,穿越石器、青铜、钢铁、陶瓷,一路走到超导、半导体与量子材料。“没想到一块透明陶瓷就能做灯芯,材料科学真的太神奇了!”一位参观者说。
在东莞材料所展厅,该所自主研发的“AI 材料科学”智能研发系统——材料科学智能体MatChat、自主知识产权数据库Atomly与“机器人材料科学家”平台联动展示,让公众亲身体验“告别偶然发现、实现材料自主智造”的未来范式。
“转科”普实验 科学也可以“有趣好玩”
“妈妈快看,我掌握了御火术!”在“妙妙实验秀”科普市集上,“焰动奇趣站”摊位前围满了跃跃欲试的学生和小朋友。志愿者将易燃气体注入皂液,体验者捧起一团火焰在掌心升腾,火焰瞬间燃起又迅速熄灭,手掌却毫发无损,引来阵阵尖叫与掌声。“气体燃烧时带走了热量,所以手不会烫伤。”志愿者一边指导一边解释原理。

当天,由东莞材料所三棱镜科普志愿服务队与松山湖实验中学、松山湖未来学校的中学生共同打造的十大创意摊位、二十余个科普实验,将抽象的科学原理变成可触摸的趣味游戏。
在“超导漂浮计划”摊位,液氮冷却后的超导材料缓缓悬浮在磁轨上空,并沿着轨道无声移动,仿佛科幻电影中的场景。一位来自东莞光明小学的学生瞪大眼睛说:“就像变魔术一样!原来超导体可以零电阻、完全抗磁。”志愿者介绍,这是利用高温超导体的迈斯纳效应,当超导材料在液氮温度(-196℃)下进入超导态后,会“锁定”磁场中的磁通线,从而实现稳定悬浮。

在“紫甘蓝变色魔法铺”摊位前,志愿者将紫甘蓝提取液分别滴入白醋、小苏打溶液和清水中,液体瞬间变幻出紫、粉、绿、蓝等色彩,引得孩子们连连惊呼。“紫甘蓝里的花青素遇酸变红、遇碱变蓝,”志愿者一边演示一边说,“不同酸碱程度还能调出更多颜色,就像大自然的pH试纸。”
科学日不仅吸引着孩子们的目光,也成为许多家庭周末“科学遛娃”的选择。参加这一开放日的部分家长表示,“带孩子去过不少科技馆,但像今天这样能亲眼观摩、还能和科研人员面对面交流的机会很少”“这种沉浸式的体验比书本上的知识鲜活得多”。
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“国之重器”让你趣味“解锁”微观世界
薄荷绿、天蓝、深紫色……走进中国散裂中子源靶站谱仪大厅,巨型混凝土块像乐高积木般错落有致;在另一头的实验互动区,孩子们排着队拉琴弓,看细沙在金属板上“跳动”出对称图案……在东莞松山湖科学城,中国散裂中子源第九届公众科学日于本月16日如期举行,线下吸引近4000名市民参与,线上直播观看超12.3万人次。本次活动以“赴科学之约,赋未来之翼”为主题,既是中国科学院第二十二届公众科学日的重要组成部分,又受到东莞市科普专项资助。
作为中国首台、全球第四台脉冲型散裂中子源,这座被称为“超级显微镜”的国之重器,当天向公众大规模开放靶站谱仪大厅等核心区域。走进靶站谱仪大厅,眼前的景象颠覆了许多人对严肃科研场所的刻板印象——这里像一个色彩斑斓的巨型“乐高积木世界”,放眼望去,薄荷绿、蓝色、紫色等明艳的色块交织错落,视觉冲击力拉满。中国科学院高能物理研究所副研究员沈俊英表示,这些高颜值的“积木”实际上是用来屏蔽中子辐射的重型混凝土块,而每一个独特的色块,就代表着一台在不同领域各显神通的谱仪装置。在这些“彩色积木”里,质子束流被加速到0.92倍光速,轰击重金属靶,产生向四面八方辐射的中子。

不仅如此,它们还悄悄改变着我们的衣食住行。比如,许多人每天在开的电动车,里面的锂电池为什么有的续航扎实、有的用几年就明显衰减?传统方法很难直接看到电池内部在充放电时离子的流动轨迹。而中子穿透性极强,科学家用它给电池“拍CT”,就能直观捕捉离子从正极跑到负极的全过程以及效率高低。基于这些观测,工程师们可以更有针对性地优化电池性能、延长使用寿命。另一个应用是文物保护。一柄汉代书刀,表面早已锈蚀;一尊铜鎏金佛像,内部结构不明。如果动用传统取样检测,很可能损坏文物。但中子成像技术可以在完全不破坏文物的情况下“看穿”内部:书刀的材质分布、佛像内部的支撑结构,全都一览无余。更妙的是,中子对碳、氢、氧等轻元素特别敏感,未来还能用于书画等有机文物的研究。

如果说靶站探秘是“硬核科普”,那么实验互动区则成了不少亲子家庭的“科学游乐园”。当天活动现场,设置有9个沉浸式互动实验,每个展位前都排起长队。本次公众科学日还设置有四场科普讲座。中国科学院高能物理研究所研究员缪平以《中子衍射——能看到原子的超级显微镜》为题,分享了由他负责建设的高分辨率中子衍射仪;
中国科学院高能物理研究所研究员何会海带来《来自宇宙的粒子炮弹》主题讲座,带领观众探索宇宙线的奥秘;东莞市肿瘤临床医学研究所办公室主任徐晓则聚焦《硼中子俘获治疗——恶性肿瘤治疗中的“细胞级手术刀”》,介绍这一精准治癌新技术的最新进展;中国科学院大学党委常委、副校长金德鹏以《与顶尖科学家同行,在科技前沿筑梦未来》为题,分享中国科学院大学的人才培养理念。从基础科研到民生应用,四场讲座全方位展现了大科学装置如何服务国家战略、点亮百姓生活。
本次活动通过开放核心科研现场与沉浸式体验相结合的方式,拉近了前沿科技与普通大众的距离,也让公众对我国重大科技基础设施的发展与应用有了更直观、深入的认识。
文、图/广州日报新花城记者:马骏 通讯员:莞材、松湖
广州日报新花城编辑:张影