科學教育大家談 | 劉嘉麒院士專訪

6月4日，嫦娥六號著陸器攜帶的五星紅旗在月球背面成功展開，這是我國首次在月球背面獨立動態展示國旗，這面國旗有個特別之處，它是技術含量很高的“石頭版”織物國旗，其原材料是玄武岩纖維。

這抹“中國紅”在月球背面升起，讓人驕傲與振奮。五星紅旗的原材料——玄武岩纖維也引起了大家的廣泛關注。中國科學院院士、地質學家、《知識就是力量》雜誌第九屆編委會主任劉嘉麒院士研究的正是這種玄武岩纖維。

6月15日，劉嘉麒院士做客《知識就是力量》雜誌社 。劉院士作為雜誌的編委會主任，對 雜誌感情深厚。在《知識就是力量》雜誌社社長、主編郭晶的陪同下，劉院士參觀了雜誌社的榮譽牆，並翻閱了出版於1956年的第一期《知識就是力量》雜誌。

科學教育大家談·劉嘉麒院士專訪

探祕玄武岩纖維

玄武岩是如何形成的？它又是如何從硬邦邦的石頭變成柔軟的纖維？它的應用前景都有哪些？長期致力玄武岩纖維相關研究的劉嘉麒院士，帶大家一探究竟。

玄武岩：火山的饋贈

玄武岩

玄武岩是由火山噴發形成的、在自然界分佈很廣的一類岩石的總稱，海底和月球表面有大部分面積被玄武岩覆蓋。

玄武岩屬於矽酸鹽，由多種氧化物及微量元素組成，其中含量最高的是二氧化矽，還有三氧化二鋁、氧化鐵、氧化鎂、氧化鈉、氧化鉀、二氧化鈦等。不同種類的玄武岩成分不一。

過去，玄武岩通常被碾碎用來鋪路，但經過特殊的工藝處理後，卻能變成一種高效能纖維材料——玄武岩纖維。

“馴服”玄武岩

不同粗細的玄武岩纖維

人們是如何“馴服”玄武岩，讓它從原來的鋪路石材變為纖維原料的呢？

並非所有的玄武岩都可以製成纖維，科學家需要經過大量細緻的野外勘探和鑑定，才能找到合適拉絲的玄武岩。

將選中的玄武岩粉碎，投入熔爐，加熱到超過1500攝氏度的高溫，使其熔融為液態岩漿；透過特製的鉑銠合金漏板和一定的流程，便可拉成絲，成為玄武岩纖維。

不懼冷熱

玄武岩纖維是一種綠色、高新材料，在抗高溫、抗低溫、絕緣等方面表現優異，不僅可以做管材、板材、筋材等，可以代替鋼鐵或碳纖維。

即使在760攝氏度以上的高溫，絕對零度（零下273.15攝氏度）的低溫環境中，玄武岩纖維幾乎都不會發生形變，且能保持原有效能。

月球表面大氣稀薄、輻射強烈，晝夜溫差可達到300攝氏度。即便這樣惡劣的環境，玄武岩纖維材料依然能經受住考驗，因此，用玄武岩纖維材料製作的五星紅旗可以長期展示在月球上。

“隨機應變”

玄武岩“大家族”中各個成員的“個性”不同，可以發揮它們的各自優勢，製造出不同效能的玄武岩纖維。有的突出力學效能，有的突出化學效能。海底洋殼分佈大量玄武岩，它們長期受海水侵蝕，抵抗酸、鹼腐蝕的能力很強，所以玄武岩纖維材料可以廣泛用於海洋工程領域。

在實際操作中，科學家會根據不同應用領域，對原料進行適當的物理/化學調配，使之更好地適應應用需要。

跨界新材料

除了“上天”之外，玄武岩纖維在多個領域都有應用，可謂跨界新材料。例如懸索橋上的鋼筋使用壽命在100～120年，如果用玄武岩纖維筋代替，其使用壽命可超過200年；因阻燃，可用來製作消防服；因質地柔軟、堅韌，可用來製作防彈衣；因既耐高溫又耐低溫，可製作宇航服；因輕量化與高強度並存，在汽車製造領域應用前景廣闊……

致敬科學家精神

劉院士一直忙碌於科研和科普，80歲高齡還會帶學生去野外考察，奔赴一場又一場科普講座，他每天的日程都排得滿滿的，六十年如一日，他身上的科學家精神熠熠生輝。

劉院士認為，搞科研的人的最大的樂趣就是成功。能做成一件事，其樂無窮。劉院士研究了一輩子火山岩，玄武岩已經不光能修豬圈、鋪路，現在能上天了，這件事對社會、對人類是有貢獻的，每每想到這裡，他就會感到很欣慰。他說：“現在我是老了，但是好在我還沒糊塗，趁著腿腳還靈便，腦袋還好使的時候，多做點事情。這種忙和累，是自己甘心情願的。我覺得，黨和老百姓把我培養大，現在我還有點用，要趕緊地再為國家、為社會做點貢獻。”

在科研的同時，劉院士還花了大量的時間做科普，而且一堅持就是幾十年。劉院士說，科學最後的落腳點就兩條，一個是促進經濟發展和社會進步，另一個就是要提高人民大眾的科學素質。所以，科學家要做科學研究，也要做科學普及。研究成果能被廣大群眾所接受，才能發揮科學研究的作用和它的影響。科學知識能夠被越多的群眾掌握，那麼就越能夠發揮科學技術的作用，也越能促進社會的發展和人的素質的提高。

關於科學教育，劉院士表示，科學教育不簡單，涉及到方方面面，包括培養科學的理念、科學的方法、科學的思想。中國14億人口，占人類的1/5，能把中華民族的教育搞好，對整個人類的教育是一個極大的貢獻。民眾要提升自己的科學知識素養，就必須得讀書。《知識就是力量》雜誌是劉院士從中學開始就經常讀的雜誌，這本雜誌創辦於1956年，周恩來總理親自題寫刊名，在中國影響力很大。雜誌上有很多前沿的內容，讓人能夠掌握科學發展的形勢，劉院士認為孩子們要多讀像《知識就是力量》這樣的雜誌。

最後，劉院士寄語青少年：做頂天立地人，幹驚天動地事。

科學小記者採訪

知力科學小記者們認真地聽了劉嘉麒院士的專訪，收穫滿滿，滿含敬意。

這些小記者來自不同的學校，不同的年級，都擁有自己的科學理想。劉院士訪談過後，孩子們紛紛就自己感興趣的問題向劉爺爺請教。

本次的“科學教育大家談”，讓小記者們受益匪淺。

最後，郭晶社長對劉嘉麒院士走入《知識就是力量》“科學教育大家談”欄目表示感謝。她說：”我記得劉院士曾經問過我一個問題，就是知識何以成為力量？那我想今天整個採訪的這個過程為我們展示了一個非常生動的案例。這個案例講了什麼呢？在硬硬的玄武岩變成軟軟的纖維過程中，它背後蘊含的科技創新的能力，就是新質生產力，它同時推動了社會的發展，這就是知識的力量。在今天的採訪中，我們從劉嘉麒院士的身上可以感受到愛國、奉獻、求實、創新、協同、育人的中國科學家的精神，而在精神的背後，我們被科學家們科技強國、教育強國、人才強國這樣的豪情而深深感動。播種科學的種子，點燃科學的夢想。這裡是《知識就是力量》科學教育大家談。播種科學的種子，點燃科學的夢想，為中國科學家點贊。“

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編輯/趙青雲

影片/段陽陽