【文汇网讯】(记者 刘凝哲 北京报道)温维佳教授在北京参加2014年度国家科技奖励大会期间，接受本报独家专访时直言，如今香港的科研经费很少，内地的科研经费很多却无法申请，「香港有许多优秀的头脑，但研究经费不足」。200万经费在内地的知名科学家看来，几乎「不算事儿」，但对于温维佳等香港科学家却十分关键。
科幻「未来战士」或成真
还记得好莱坞电影《未来战士2》中，那个随时可由液体变身的超强未来机器人吗?经过香港科技大学温维佳教授「魔术师」团队超过20载的研究后，制造科幻「未来战士」的材料或将成真!智能材料--巨电流变液，在电的作用下，可在一毫秒内其硬度由液体变成如硬塑料般的固体。「巨电流变液的市场前景十分广阔，可用于航天、航海、汽车甚至航母等等领域。成本低、用处大，希望它能尽快地被应用起来」，温维佳说。
温维佳教授在北京参加2014年度国家科技奖励大会期间，接受本报独家专访。他此次获奖的项目是《巨电流变液结构和物理性质的研究》，在这看起来高深、专业题目的背后，却是十分有意思的高科技。温维佳向本报提供的视频显示，巨电流变液看起来只是乳白色的液体，但「啪」的一声通电后，就会瞬间转化为固体，可以抬起40公斤的重物，十分神奇。
「巨电流变液平时像水一样的，加了电场后，就变成一个固体。一般的电流变液，加入电场后，它的强度就像豆浆变成豆腐脑，强度变化不大。而我们这个巨电流变液材料，其硬度就是从豆浆直接变成硬塑料」，温维佳说。他对电流变液的研究从1992年开始，前10年是基础理论和实验研究，在2003年时发现了巨电流变现象后，开始进行应用研究及产业化推广等工作。
温维佳说，巨电流变液的主要竞争对手，是磁流变液。目前，磁流变液已在全球有着大规模应用，包括奥迪TT、法拉利等高端跑车和豪华轿车，都使用了磁流变液作为主动减震系统。然而，巨电流变液与磁流变液相比优势明显，磁流变液的强度变化从几个Pa到几十个KPa，而巨电流变液的强度变化则从几个Pa到几百个KPa。
此外，成本低也是巨电流变液的一大优势。温维佳说，美国的磁流变液，半升的价格就要高达500美金，例如奥迪TT跑车四个轮子的选配减震器，需要2万多元，而巨电流变液不仅效果更好，成本也低得多。目前巨电流变液已经取得美国专利、中国等专利，拥有完全的自主知识产权。
谈起巨电流变液的用途，温维佳如数家珍。「这是个智能材料，是有智慧的，用处很大。加电之后，就能从软的变成硬的。例如，水变成冰，要冻起来，时间长而且不可控，巨电流变液只用1毫秒可以把液体变成固体，而且是可逆的，去掉电场，就可以由固体变回液体，是可控的智能材料。」其用途包括越野车，飞机降落时的减震，高速列车的减震等等。
温维佳还透露，巨电流变液已在日本进行过微重力试验，证明在微重力环境下，材料也具有同样的效果，这可用于航天探月，例如月球车着陆月球时的减震等等。此外，在火箭对接、航天发射场、空间站机械臂等方面也有很多用途。此外，飞机在航母上起降时的减震问题，也可以由巨电流变液来解决。
前沿先进技术，自然少不了别人的觊觎。温维佳说，多家国际一流企业都开始使用巨电流变液的产品。此番来到北京参加国家科技奖励大会，温维佳希望能够打开广阔的应用市场，把巨电流变液产业做大做强。
20余载辛苦研究 每日工作15小时
温维佳对巨电流变液的研究始于1992年，当时他还是中科院物理所的博士。凭着对科学的热爱和追求，温维佳的研究从北京到香港从未间断，直到今时他仍每天工作15个小时，去实验室与团队交流。「最欣慰的是，我们用了20多年，把基础研究的成果做成了产品」，他说。
2003年，是温维佳科研生涯中至关重要的一年。他发现了巨电流变效应及解释其机理的理论模型，为国际上并不顺利的电流变液研究提出新途径，使电流变液走向技术实用成为现实。温维佳关于巨电流变液的论文在当年10月出版的《自然-材料杂志》发表，立即受到该领域专家的广泛关注。「新科学家」和「科学」等网站发表了评述文章。众多媒体，如「华盛顿邮报」等也作了报道。
国家科技奖励官方给予温维佳的成果极高评价。「该项目由香港科技大学的团队经过长期积累与攻关完成。项目开始于国际电流变液研究热潮因未能取得突破即将退潮之际，项目组从更宽广的基础研究角度，采取理论、实验和样品制备结合的方式，对外场作用下软物质系统的结构和性质开展长期探索，弄清内在规律，制备出技术使用的高性能电流变液材料，并发展新的智能材料的制备与应用」。
国家科技奖励官方将温维佳称为「新电流变的创始人」，并称他在国际学术界产生了重大影响。温维佳的研究团队曾在Nature materials、Advanced in Physics等国际着名期刊上发表论文80篇，获得国内外专利8项，曾多次作为大会主席组织相关的国际及国内会议，并在国内外学术会议作特邀报告50多次。20多年以来，巨电流变液项目在基础理论、新效应研究，材料制备和应用方面取得系统性的研究成果，处于国际领先水平，得到国际学术界广泛认同。
香港科研「缺钱不缺人」
「如果每年给我200万，能做的项目比现在多得多」，温维佳说。200万经费在内地的知名科学家看来，几乎「不算事儿」，但对于温维佳等香港科学家却十分关键。他直言，如今香港的科研经费很少，内地的科研经费很多却无法申请，「香港有许多优秀的头脑，但研究经费不足」。
温维佳早前在重庆大学工作多年，后进入中科院物理所，再来到香港科技大学。比较这些机构的科研环境，他坦言，香港的环境更加自由，尤其是没有如内地很多高校硬性规定的论文数量，令科学家可以沉下心来做自己喜爱的长期研究，而不是为所谓的分数奔命。但是，近年来内地的科研环境有很大改善，尤其是对知识产权的保护，令他深感欣慰。
「如果我每年有200万经费，能做的东西比现在多得多，我们的思维特别活跃。」，温维佳遗憾地说。他的团队现有10名成员，多是来自内地一流高校的顶尖学生。学生们的思维非常开阔，研究范围十分广泛，但却备受科研经费短缺的困扰。
温维佳说，碍于当前规定，香港科学家无法申请内地科研经费，虽然通过联合方式可以申请到一些支持，但经费与实验团队发展并不匹配。他希望港府可以向新加坡、韩国等学习，给科学家提供更多的经费，令他聘请更多研究人员，研发出更多的科学技术回报社会。
温维佳的团队在研究巨电流变液同时，也发现很多其他的物理现象，并发展出新的科技产品。比如，他们研发的智能玻璃，看似透明玻璃，只要一按电钮就变成磨砂玻璃，也可立即变回来。更有一种节能玻璃。另外一种平时透明的玻璃，太阳照射就会变成蓝色，同时产生具有杀菌功效的双氧，还能产生电能。
现在温维佳还在进行水科学研究。一如他20多年前对电流变液的研究，现在对水科学的研究也是从纯物理基础开始做，「说不定20年以后水科学也会有很大的发展」。
科学解释：什么是巨电流变液
自然界中，液体和固体是有明显区别的两种物质形态。水、油等是液体，它们没有固定的形状，可以自由流动。钢铁、木材、石头等是固体，它们有固定的形状。能不能发明一种材料，它既有液体和固体的优点，又可根据需要在两者间进行转换呢?这个听起来似乎异想天开的幻想，已经被科学家实现，即场相应流体，主要有电流变液和磁流变液。
电流变现象于1947年由美国科学家温斯洛发现。他将淀粉加在橄榄油中，然后搅拌成一种悬浮液。在试验中，他意外地发现了一个奇怪的现象，即这种悬浮液在没有加上电场时，可以像水或油一样自由流动。可是当一加上电场时，其悬浮液的粘度变稠。当撤消电场时，它又立即回到低粘度的液体状态。因为这种悬浮液的粘度可以用电场来控制，科学家把它称为电流变液体。并把这种场诱导下液体粘度可逆变化的物理现象称为「温斯洛现象」或「电流变效应」。
在过去的40年，研究人员对电流变液进行了大量的研究，以期其能够发展成为工业产品应用于各行各业。然而，这些研究工作最终没能成功转变成具有商业价值的产品。电流变液未获成功的原因可能很多，但最主要的原因是所研究出来的电流变液材料的屈服强度达不到工程材料的应用要求。也就是说，材料的「硬度」达不到固体物质的标准。通常的电流变液屈服强度为3Kpa，最好的材料最大屈服强度也仅为10KPa。除此之外，工业应用受限的其他原因还有液态-固态转换的时间响应，材料屈服强度对温度的依赖特性、材料纯度对电流表性能的影响、以及与材料需要电源支持等因素。
温维佳教授研究的「巨」电流变液(GERF)，改变了上述尴尬局面，不仅屈服应力强度远远超出工程应用的要求，其他性能也大幅得到改善，尤其是时间响应等关键参数完全达到了工业应用的要求。测试结果表明，巨电流变液具有以下特性，液体-固体间快速转换响应;超高强度屈服应力;电场操控灵活、控制范围广;材料轻便易于各种应用设计等特性。这些优异的特性将会给汽车减震系统，建筑减震领域，以及液压系统，离合器系统等带来一场革命。目前智能材料实验室已经可以设计并生产巨电流变液。
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