功能智能材料研究院(The Institute for Functional Intelligent Materials,簡(jiǎn)稱(chēng)I-FIM)是新加坡國(guó)立大學(xué)最新成立的卓越研究中心,它希望為材料合成帶來(lái)全新、變革的跨學(xué)科方法。
“我們不想受到材料的限制,而是希望創(chuàng)造出我們自己的材料,并讓其在應(yīng)用中具備預(yù)先確定的共同屬性,”諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主、材料科學(xué)家、I-FIM院長(zhǎng)科思厗厓教授說(shuō)道。
在科思厗厓教授和卡斯特羅納托(Antonio Castro Neto)杰出教授的領(lǐng)導(dǎo)下,I-FIM加入了新加坡其他五家致力于在國(guó)家層面推進(jìn)卓越研究的RCEs。
I-FIM將獲得為期10年的2億新元資金支持,其中一半(1億新元)由國(guó)家教育部提供,另一半則由新加坡國(guó)立大學(xué)提供。
10月7日,新研究院正式啟動(dòng),教育部長(zhǎng)陳振聲表示:“我們期待I-FIM在我們的研究領(lǐng)域中發(fā)揮重要作用,成為全球知名的研究機(jī)構(gòu),吸引、留住和支持世界一流的學(xué)術(shù)研究人員,推動(dòng)新加坡國(guó)立大學(xué)的研究生教育,并在材料科學(xué)方面創(chuàng)造新的重要知識(shí)。”
新加坡國(guó)立大學(xué)校長(zhǎng)陳永財(cái)教授指出,材料科學(xué)領(lǐng)域中的材料發(fā)展是應(yīng)對(duì)緊迫的全球挑戰(zhàn)的關(guān)鍵。他說(shuō):“我們?cè)谶@個(gè)重要的領(lǐng)域聚集了一些世界上最多產(chǎn)和最杰出的人才……隨著I-FIM的建立,我相信新加坡國(guó)立大學(xué)的材料科學(xué)將帶來(lái)更加深遠(yuǎn)的影響!
改造材料科學(xué)
大多數(shù)材料都有固定的性能,比如鋼。I-FIM旨在創(chuàng)造智能和適應(yīng)性材料,其特性可以根據(jù)環(huán)境進(jìn)行動(dòng)態(tài)變化,這對(duì)人工器官、智能膜和智能電池等領(lǐng)域至關(guān)重要。
新加坡國(guó)立大學(xué)常務(wù)副校長(zhǎng)(研究與科技)陳祖翰(Chen Tsuhan)教授解釋說(shuō),這是通過(guò)將傳統(tǒng)的試錯(cuò)研究方法轉(zhuǎn)化為跨學(xué)科方法,利用從機(jī)器學(xué)習(xí)到人工智能等現(xiàn)代工具解鎖新的智能材料。
物理學(xué)家科思厗厓教授與其他科學(xué)家合作,共同創(chuàng)造出了石墨烯——世界上最堅(jiān)固、但最輕的材料之一,并因此贏得了2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。對(duì)科思厗厓來(lái)說(shuō),尋求加速創(chuàng)造可用于智能應(yīng)用的尖端材料的過(guò)程中,將需要一種全新的跨學(xué)科方法。
“顯然從一開(kāi)始,擁有數(shù)百年古老技術(shù)的材料科學(xué)家們都無(wú)法解決這個(gè)問(wèn)題;而我們?cè)谶@一領(lǐng)域中處于世界所有研究的前沿,”自 2019 年以來(lái)一直在新加坡國(guó)立大學(xué)研究和教學(xué)材料科學(xué)與工程的教授如是說(shuō)。
這就是為什么I-FIM的使命是擴(kuò)大其多學(xué)科專(zhuān)家小組,包括機(jī)器學(xué)習(xí)、數(shù)學(xué)、材料科學(xué)、物理、化學(xué)和生物學(xué),以實(shí)現(xiàn)量子飛躍的突破。
培養(yǎng)下一代新加坡科學(xué)家
與新加坡國(guó)立大學(xué)的多學(xué)科廣泛發(fā)展方向相契合,I-FIM旨在培養(yǎng)更廣泛的人才基礎(chǔ),從工程和科學(xué)到計(jì)算機(jī)和商業(yè)的學(xué)生都將可以學(xué)習(xí)到這種材料科學(xué)的新方法。
卡斯特羅納托教授是新加坡國(guó)立大學(xué)全球首個(gè)石墨烯研究中心的創(chuàng)始人和主任,該中心名為先進(jìn)二維材料研究中心(the Centre for Advanced 2D Materials)。他說(shuō):“我們?cè)谶@里所做的工作含有非常多的教育成分!
“我們將與全體教師合作,共同開(kāi)發(fā)學(xué)生們可以使用的課程——它將基于如何開(kāi)展科學(xué)、技術(shù)和創(chuàng)業(yè)的新愿景!彼a(bǔ)充道。
該研究院計(jì)劃在未來(lái)10年內(nèi)提供50個(gè)博士獎(jiǎng)學(xué)金和100多個(gè)博士后獎(jiǎng)學(xué)金。
為了更大的利益
除了科學(xué)研究,該研究院的團(tuán)隊(duì)還決心解決對(duì)世界產(chǎn)生影響的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。他們正在開(kāi)發(fā)可能會(huì)徹底改變?cè)S多技術(shù)的新材料,使這些技術(shù)變得更環(huán)保、更實(shí)惠、更智能。
新材料可能應(yīng)用的范圍很廣,該團(tuán)隊(duì)將重點(diǎn)集中在與新加坡最相關(guān)的四個(gè)領(lǐng)域:電子電信、膜技術(shù)、能源和醫(yī)療保健。
這些領(lǐng)域與政府投資250億美元的2025研究、創(chuàng)新和企業(yè)計(jì)劃密切相關(guān)。
目前的一個(gè)研究項(xiàng)目是在水處理領(lǐng)域——智能膜的滲透性可以由環(huán)境因素自動(dòng)控制,以最大限度地提高過(guò)濾和流動(dòng)效率。
卡斯特羅納托教授表示:“我們希望為新加坡、為世界帶來(lái)成果,也希望成為一種新的科學(xué)研究方式的基礎(chǔ):一種類(lèi)似跨學(xué)科合作的結(jié)構(gòu),從根本上使‘一加一大于二’!