近日，首届城市科学节在中国北京落幕，作为此次活动的主宾国，英国设立的展区呈现了其在数字技术、卫星、汽车工程和生物技术领域的创新成果。其中，伦敦大学学院（UCL）的展位展示了世界首台乐高积木原子力显微镜（AFM）。UCL副校长、材料化学系教授郭正晓日前就材料技术的发展接受了《中国科学报》记者的专访。

  在UCL的展位上，清华大学、北京大学、UCL与乐高（LEGO）基金会共同发起、设计、推广了一个新构想开发出新型的低成本扫描探针显微镜，其功能强大到足以用来研究纳米世界。学生们采用LEGO积木、电子元件及3D打印技术，仅用5天便完成了原型设计，成本仅为200~300美元。与传统AFM一样，LEGO版显微镜采取了激光测量样本与悬臂顶部之间的距离形成图像。

  郭正晓介绍说，原子力显微镜是研究纳米技术、纳米材料很重要的手段，但由于精确度上的要求，一个原子力显微镜的造价非常昂贵，高达几百万英镑。这次和LEGO合作，意义更多是教育性的。“好处在于，普通人也有能力购买，同学们有机会了解高尖端科学的工作原理。由于不需要特殊工作环境，同学们能真正了解每一个部件和总系统的功能。”

  郭正晓还提到，这一个项目去年在清华大学首次启动，当时同学们制作出第一代LEGO显微镜。“今年9月，UCL的同学将到中国，和清华大学、北京大学的同学们继续交流，把这一个模式发展下去。”

  作为一名教育工作者，郭正晓还有一个特殊的身份48家集团俱乐部教育破冰者组织主席，并在促进中英两国教育发展和合作方面作出了贡献。他指出，在教育合作领域，每年都有新的合作模式、理念及学校出现。在英国，有12万名左右的中国学生在读大学或攻读普通教育高级程度证书，而30年前，这一数据不超过几十。近年来，教育合作慢慢地发展。例如，今年4月，在北京召开的中英高级别人文交流机制会议上，英国前大学及科学国务大臣David Willetts表示，双方一同投资2亿英镑的中英科学技术创新项目牛顿基金将在未来5年，使两国在科技方面的所有的领域融合资源，围绕人才教育培训和双方都感兴趣的议题，共同进行尖端科学研究，进一步建立双边合作平台。

  2005年，中英签署科技双边合作计划，确定纳米材料、能源、生物三大优先合作领域。对此，郭正晓分享了纳米材料领域的成功经验和特点。“当时为了加强合作，每个领域设置了一名聚焦负责人，我恰好是纳米方面的负责人。之后，双方增加了多边访问交流的次数，高层次的会议每年也至少召开三四次，这些带来了好的成果。”例如，UCL纳米中心和清华大学合作的新光催化材料、光电子技术新项目。该项目依靠特别的材料和光传输模式，使信息量传输速度更快。在二氧化碳捕捉上，英方和中科院上海高等技术研究院、山西煤化所合作，一同研究新型捕捉材料的开发和机理，让碳捕捉技术在未来实际二氧化碳减排中发挥更大贡献。

  2010年，郭正晓访问深圳先进技术研究院，逐步推动了UCL和国内一流学术机构的合作。他认为，只有采取多样化的模式，让英方和国内院校、研究单位进一步沟通，才能实现双边互惠且更高效的合作，产生更好的社会效果。这中间还包括定期科研人员交流；互相享受对方的资源条件、人才、仪器设施；国际化人才交流；充分的发挥潜力，更好地研究挑战性问题。“UCL这个大熔炉包含145个国家的学生，强调共同存在的概念，即你中有我，我中有你。我希望UCL能在中国设立研究平台，同时也邀请中方合作伙伴来UCL建立平台，达到双方最大限度的互惠。”

  郭正晓认为，中英两国纳米和材料科学研究具有互补性和差异性。首先，英国有很好的创新环境，有先进的技术，能把好的技术带到中国，进而共同应用。今后，英方将在技术创新上继续加强，产品通过在中国应用得到经济上的回报，加速工业界发展；而国内利用英方的创新技术，尽快最有效地推动科技发展，提高人民生活水平，减少能源浪费，抑制二氧化碳排放，减少污染物排放。

  另一个层面在于，英国强调整个技术发展的理念，不光是现成的技术，更是技术的发展过程和创新合作方式。郭正晓说：“英国现在很流行技术学、科学学。由于文化背景和历史影响，两国的科学理念有很大不同。当下技术更新的速度很快，拿来先进的技术只能解决一时难题、燃眉之急。而长期合作是多方位的，更重要的是理念的交流。”

  基于以上两点，郭正晓建议，中国的厂家应尽快走出去。例如，可以在UCL设立研究机构，使新的理念能更快转成技术产品，为工业界企业作贡献。另外，中英应逐步加强多边合作及教育和工业的共同合作。此外，人才教育培训需要工业界告诉教育界需要什么样的人才。“很多有潜力的年轻人是企业的财富，我们要把企业的需求理念灌输到年轻人的思想中。”

  谈及纳米材料领域的前景，郭正晓表示，中英双方的发展空间和市场都很大，合作也由之前的小规模、点对点转向大规模及系统化的模式，但挑战也慢慢变得强，特别是现代技术应用方面，已不再是简单的纳米结构或制造一个静态结构；且技能也必须在制作的完整过程中反映出来，而不再是通过后期处理。制备的过程已经是一个功能化的过程，制备工艺的产业化也有新挑战，这都需要大型长期的共同合作。创新的社会影响力需要集中不同学科专业，优化强项，实现结构到功能化产品的飞跃。他透露，目前，英国已投入5000多万英镑成立了国家石墨烯中心。

  郭正晓补充说，纳米合作也可以仿照中英航天合作设立联合实验室。英国纳米创造新兴事物的能力很强，对能源、环境、医疗、信息传输的贡献都很大。而中国应用市场很大，亟须把更好的技术更快地做成产品。“这个想法应该受到双方政府的重视，希望未来几年能成立联合平台。”