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仿生與磨潤─There is nothing new under the sun

 
 
大太陽底下習慣天天看著的事情在一些工具的輔助之下會發現更多的驚喜。蓮花出淤泥而不染濯清漣而不妖,在顯微鏡的協助之下,成了奈米技術常常提到的蓮葉效應;從理解生物的基本構造及運轉機制,透過表面改質可以把親水表面變成疏水表面,在生醫晶片的基本微流道管內具有減低流動阻力的效果,同樣的東西變成吸管呢? 把蓮葉效應應用在飛行器的表面,是不是有大大的降低飛行油料呢? 磨潤是摩擦、潤滑、磨損與黏附的統稱;跑步靠著摩擦向前、鞋底的磨損、腳跟的水泡,眨眼睛舖淚液、口水、關節液都是磨潤科技所探索的,也對我們的未來工程有著許多的影響。
 
講演綱要(審校|孫維新)
就像李教授的簡報內寫的歌詞:Puff! The magic dragon, live by the tree (sea),跟著他「發現」自然中的魔法妙點子,認識驅動人類文明發展的另一面相,背後取經於材料技術的進步,仿生學研發等科學成就。其中的巧妙科技發明,體現了師法造物主的「自然美」工程,以及對科學家而言太陽底下其實沒有新鮮事物,就看你怎麼去發掘,而科技的未來就藏在眼前的風景裡!

李教授曾主辦三年的臺灣科普環島列車,規劃與執行過好幾項極具影響力的科普計畫,因此他扮演著教書、研究、行政之外,向大眾推廣科學的關鍵角色!他笑說成功大學其實不只有九個學院,還有個享有自由度的「第十學院」。北部有秋季「展望」系列科學普及演講,而科技部在中、南部地區,也有長期支持的重點講座,其一就是李教授帶領,同樣具有十六年以上歷史的「週日閱讀科學大師」系列演講,這就是李教授口中的「第十學院」!

李教授指出他關注仿生學的開始,是受到指導教授的贈書–「人類的出路」影響,自此他也開始撰寫仿生文章,目前已經累積為數可觀的仿生知識於部落格發表,非常歡迎大家自行閱讀與引用,希望對大眾能有幫助與啟發。Dr. Peter Jost是磨潤學(tribology)的創始者,這也正是李教授的學術專業。「磨潤」的定義為研究摩擦、磨損、潤滑,以及相對滑動表面行為的科學。後來也衍伸出「生物磨潤學」(與生物系統相關的所有摩擦問題)和運動磨潤學等。

李教授同時提到讓世界運轉的「工程」發展與其具體的價值,從過往容許誤差的藩籬跨越出來,達到超越極限的奈米加工尺度,邁向科學要求的精準。在古典物理範疇,隨著結構力學、電磁學、動力學、電力學等科學知識進步,標誌性工程技術展開的有蒸汽機、內燃機、馬達、發電機、金屬材料等;在化學類的範疇,涵蓋紡織、石化等。

在近代物理範疇,有家用電器、產業機械、電子計算機、無線通訊、材料工業、人造衛星、太空梭等進展。另外統計力學、量子力學、量子電動力學、量子化學,增進前沿奈米科技的發展。這些技術帶起的現代文明,剛好可以跟秋季「展望演講」的主題相互對照!

整場演講李教授從埃及最早的「磨潤」應用,與"Ask Nature"的「仿生」視角精彩談論科學與工程研究推陳出新的貢獻,也真正告訴我們在日常各處有的磨潤學,舉凡硬碟、軸承、淚液、關節等,還有自然界內合法「剽竊」的設計想法,應用到人類技術改善的仿生學,如啄木鳥、蜘蛛絲、松果、蓮葉、企鵝羽毛等。

正如李教授講的很多答案其實就在身邊,科學家對問題注入的熱情,讓探索世界變成可能,累積出系統性的科學與工程知識,更轉化成學術工作更上層樓,及社會科技進步的力量!

本場演講以桃花心木空中畫下的美麗旋轉姿態宣告結束,讓大眾感受工程與科學齊唱,共譜動聽的樂章,可以「載歌」華麗登台,於落幕時也能「載舞」留下一片美麗身影, 開拓眼界,也體會學習的Less is more!
 
 
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