第二屆國際材聯青年科學家先進材料大會(IUMRS-ICYRAM 2014)
第二屆國際材聯青年科學家先進材料大會(IUMRS-ICYRAM 2014)于2014年10月24~27日在海南國際會展中心成功召開。ICYRAM學術會議是國際材聯新近發起組織的重要系列會議,旨在構建國際材聯青年材料科技工作者全球材料研究和交流平臺,每2年舉行一次,第一屆會議于2012年在新加坡舉辦。此次會議由中國材料研究學會(C-MRS)和國際材料研究聯合會(IUMRS)共同承辦,來自美國、墨西哥、歐洲、澳洲、日本、韓國、香港、臺灣等近30個國家和地區的20多名院士和近1 000名青年材料科技工作者齊聚海口,進行了為期3天的學術交流和研討。
25日上午,大會在海南國際會展中心多功能廳隆重開幕。中國材料研究學會副理事長兼秘書長韓雅芳教授介紹了出席大會的特邀嘉賓。國家千人計劃特聘專家、上海交通大學鄧濤教授主持了大會開幕式。中國科協副主席、中國材料研究學會理事長黃伯云院士,國家自然科學基金委員會副主任高瑞平,國際材聯主席Osamu Takai教授,海口市政府常務副秘書長蔡俏等出席開幕式。各特邀嘉賓分別在大會上致開幕詞。
大會邀請了6名世界著名材料科學家做了大會學術報告。他們的報告宏觀地介紹了先進材料在當今世界經濟發展和人類生活中的重要作用,以及面臨的挑戰和機遇,體現了當前材料研究領域的最新前沿,參會代表隨著報告體驗了一次材料研究的神奇之旅,一致認可會議的國際化和高水平。

中國科學院金屬研究所成會明院士做了題為“Fabrication and Applications of Graphene Materials”的報告。成會明院士研發了多種先進碳納米管制備方法,發展了石墨烯材料的宏量制備技術,提出了新型能量轉化與儲存材料的創新設計思路并實踐成功。報告首先分享了三維石墨烯結構(即石墨烯泡沫,GF)發現的有趣經過,指出這種多孔石墨烯散裝材料由石墨烯互連連接,可彎曲性好并具有優異的導電性能和機械性能,可以用于彈性導體、感應器、鋰離子電池、以及電磁干擾材料的制造。詳細介紹了可使石墨烯材料商業化的固態插層-高溫膨脹-溶劑剝離工藝,采用該工藝可以直接產生具有高導電性的高品質石墨材料,指出該工藝在復合材料、儲能材料等多個領域具有廣闊應用前景。
美國西北太平洋國家實驗室材料合成及模擬首席科學家Jim De Yoreo教授作了題為“Nature’s Way of Making Materials”的報告。Jim De Yoreo教授是美國材料研究學會的前任主席,在晶體生長研究領域已取得了眾多頂尖研究成果,近期的研究集中在通過原位AFM和TEM研究生物分子、生物礦物和仿生系統的自組裝和結晶現象。報告詳細介紹了他在該領域取得的最新研究成果,指出了有機基質自組裝及隨后的礦化過程在人類生活環境中普遍存在,這一過程非常復雜,吸引著材料科學家的興趣。研究結果顯示,生物礦化過程通常要經過瞬時的、無序的構象狀態;用于描述蛋白質折疊的折疊漏斗概念也可以用于描述蛋白質基質的自行組裝;對生物礦化過程的研究表明,降低界面能可以促進形核;原位TEM觀測表明,生物礦化和仿生系統中的粒子調控的結晶生長過程是由高度定向的1 nm距離范圍內的相互作用驅動,其促使礦物晶體學取向的形成。通過原位AFM和TEM分析手段獲得的研究成果為進一步理解生物礦化過程的控制機制提供了新的思路。


德國斯圖加特大學教授Anke Weidenkaff院士做了題為“Perovskite-type and Heusler Materials with Desired Function for Renewable Energy Technologies”的報告。Anke Weidenkaff教授在能源轉換材料的研究方面共發表180余篇科學論文,并且是《Energy Quarterly》級別的多個刊物的編輯或者編委。報告介紹到,太陽能熱電轉換材料在未來能源技術上有著廣闊的應用,要求材料同時兼顧高轉化率、性能穩定、成本低廉、可持續利用等性能。目前這一領域的兩個主要研究方向是:(1)依據相關的理論及預測,熱電材料以及新型光催化材料不斷的被研發及測試;(2)先進的分析工具在不斷被開發,用以探究材料結構與性能的關系并為熱電和光催化材料提供合理的材料設計指導。由于鈣鈦礦型氧化物、氧氮化物以及赫斯勒系化合物的特殊能帶結構以及強關聯的電子系統,采用他們制備的半導體在太陽能轉換過程中顯示出巨大潛力。報告總結了鈣鈦礦型材料和赫斯勒化合物在大量的能源轉化設備中的重要應用。


美國西北大學Peter Voorhees教授的報告題目為“Computational Materials Science and the Materials Genome Initiative”。Peter Voorhees教授在熱力學和動力學相變等領域發表了超過200篇學術論文,現為美國國家標準技術研究所分層材料設計中心主任。他指出,采用材料計算方法可以模擬出一些真實實驗過程中不容易察覺到的但是又很重要的瞬時現象;得益于近年來計算科學和實驗技術的進步,已成功模擬出微觀結構在三維空間中隨著時間的演變過程。報告展示了固態晶粒生長的實驗和模擬研究結果,并介紹了材料基因組計劃(MGI)通過使用計算、實驗和基因組數據庫,以更低的代價加速新材料的商業化進程,為材料設計、新材料發現提供不一樣的思路。美國國家標準技術研究所分層材料設計中心將主要從事MGI計劃開發代碼以及擴充數據庫工作。

葡萄牙里斯本大學Rodrigo Ferr?o de Paiva Martins教授的報告題目為“Advanced Materials:from Elements in Products to the Industrial Revolution of the Future”。Martins教授的主要研究方向是先進功能材料、納米技術、微電子學等,現擔任歐洲材料研究學會評議會主席。報告著重介紹了歐盟設立的材料評議委員會的背景和發展規劃。報告指出,先進材料是工業生產和全球財富的重要基石,它增進了科學與工業的交流,從能源、信息和通信技術以及生命科學等多方面促進了經濟的增長。歐盟2014年設立了材料評議委員會,從材料科學到工業系統的各個方面,集成整合現有的資源,力求將材料轉換成高附加值產品并對相應的生產流程進行優化。Martins教授還認為,材料科學與技術基于交叉領域和跨部門的邏輯,使其有著令人難以置信的方法和務實的價值,可以促進新的創新模式的產生,應對來自未來社會的需求與挑戰。
國際材料研究學會聯合會秘書長、美國西北大學張邦衡教授做了題為“About the Global Materials Network”的報告。張邦衡教授是材料界公認的創新學者,在跨學科領域以及國際材料交流方面有著卓越的貢獻,目前致力于材料全球網絡的建立。一直以來,材料科學與技術是各種先進技術的基礎,是經濟發展和人民生活質量提高的支撐力量。當前全球經濟快速發展和人口指數級增長帶來了環境、氣候等方面一系列問題,亟待利用先進材料科學和技術解決人類生存面臨的能源、環境等方面的巨大挑戰。張邦衡教授指出,應對解決這些挑戰是極其復雜的、系統的、長期的工作,必須集合全球各國家的力量和全世界科研人員的智慧,去研發、應用新技術。The Global Materials Network計劃正是期望通過搭建各種平臺,促進全球范圍內材料研究人員的交流和合作,推動材料研究、應用水平的共同進步,加快新材料、新技術的研發。國際材料研究學會聯合會于2012年啟動了面向青年材料研究人員的聯系網絡建設項目,專門為40歲以下的青年學者提供學術溝通與交流的平臺與機會。報告詳細介紹了青年學者在The Global Materials Network的重要地位和作用,以及青年學者交流平臺建設工作的未來計劃。
此次大會收集論文近1000篇。10月25日~27日,近700個口頭報告在15個分會場上展示,其中400多位報告人是特邀的國內外知名學者,同時200多篇報告以墻報形式在大會現場展示交流,內容涵蓋能源與環境材料、電子材料、納米材料及設備、先進陶瓷材料、先進金屬材料、生物材料、材料表征與評價、材料計算模擬8大領域。

分會場從主持人到報告人、參會者,都體現出較高的國際化水平。B1 Optoelectronic and Photonic Materials,C1 Carbon-Based Materials等分會場的會場主持,均采用“一中一外”搭配形式;各分會場參會人員中外賓人數超過1/3;A2 Energy Conversion-Photocatalysis,Fuel cells&Solar Cells,D1 Advanced Ceramic Materials,F1 Biomedicaland Bioinspired Materials等大多數分會參會者來自10余個國家和地區。
各分會場的報告呈現出研究方向前沿、研究成果先進、涵蓋領域廣和多學科交叉的特點。特邀報告人均是相關領域的權威或優秀科學家,他們分享了先進材料的最新研究成果、前沿的研究思路和方法,以及對未來發展方向的展望,給參會的青年學者提供了與國際大師級科學家面對面學習交流的機會,極大地拓寬了與會者在科研上的視野、啟發了他們的思維。分會將各個國家、各研究機構的不同研究背景的材料科學家和青年學者聚集在一起,加強了聯系和交流,對加強各領域間的互助合作,切實推動世界范圍內先進材料研發和技術應用的快速發展,以及提高我國先進材料的研究水平具有巨大的促進作用。分會場主席認真負責,會場井然有序,與會者發言積極踴躍,討論氣氛十分熱烈,得到了很好的交流效果,參會者均受益匪淺。來自日本東北大學的李云平教授說:“總體感覺大會非常成功,其熱烈氣氛是我以前在國內的會議中沒有感受到。”
本次大會頒發了兩年一度的“國際材聯青年科學家獎”,來自美國的Ali Khademhosseini教授獲得此獎項,來自清華大學的王訓教授、美國斯坦福大學的Yi Cui教授、美國西北大學的Jiaxiong Huang教授、意大利Milano-Bicocca大學的Sergio Brovelli教授、澳大利亞Queensland大學的Ajayan Vinu教授、新加坡國立大學的Ariando教授分別獲得提名獎。Ali Khademhosseini是美國哈佛醫學院的教授,他在彈性天然水凝膠在再生醫學方面的應用、基于3D打印和微工程技術制造微型組織支架等研究領域取得多項創新性成果,發表文章350余篇,文章被引用次數超過1 5000次,在其所研究領域獲得100多個獎項,擁有20多項專利,成績卓著。
200多篇墻報報告同樣內容精彩豐富、制作精美,受到與會代表的關注和熱烈討論,經分會主席推薦和大會評獎委員會評選,最終評選出了14名優秀墻報獎。


大會期間,中國材料研究學會還同期舉辦了“新材料、新工藝和材料測試技術展覽會”、新材料產業論壇、青年科學家與海南部分新材料企業家對接會等活動,為參會代表提供了與相關企業交流的良好機會。
中國材料研究學會(C-MRS)在國際上已有重要影響力,多次成功舉辦了國際材聯系列會議,因此獲得了IUMRS-ICYRAM 2014的承辦權,本屆會議組委會的組織工作獲得了參會者的一致認可。此次會議將全球青年材料科研工作者的創新思維和強大實力匯聚在一起,將切實推動世界先進材料的長足發展。
(中國材料研究學會 張艷紅)