讓顯示器件像衣服一樣“穿”在身上(講述·弘揚科學(xué)家精神)
人物名片
彭慧勝:1976年生,湖南省邵陽人,復(fù)旦大學(xué)高分子科學(xué)系教授、系主任,國家杰出青年科學(xué)基金獲得者、國家有突出貢獻中青年專家,曾獲中國青年科技獎、國家自然科學(xué)二等獎等榮譽。他帶領(lǐng)團隊深耕高分子纖維器件領(lǐng)域,率先創(chuàng)建出織物顯示器件,讓織物顯示器件像衣服一樣輕薄、透氣、可貼合在不規(guī)則基底上。其團隊實現(xiàn)的柔性顯示織物及其智能集成系統(tǒng)入選“2021年中國光學(xué)十大進展”基礎(chǔ)研究類;實現(xiàn)的高性能纖維鋰離子電池規(guī)?;苽淙脒x“2021年中國十大科學(xué)進展”。
將顯示器件像衣服一樣“穿”在身上,人們可能會覺得很科幻;但對復(fù)旦大學(xué)高分子科學(xué)系主任彭慧勝教授而言,這個場面正是他的科研方向——高分子纖維器件領(lǐng)域。如今,他帶領(lǐng)團隊經(jīng)過15年攻關(guān)真的做出來了!
年復(fù)一年,彭慧勝潛心攻關(guān),把普遍認為不可能實現(xiàn)的纖維電池高性能化及應(yīng)用做出了創(chuàng)新與突破。
2022年,彭慧勝所在團隊實現(xiàn)的柔性顯示織物及其智能集成系統(tǒng)入選“2021年中國光學(xué)十大進展”基礎(chǔ)研究類;其實現(xiàn)的高性能纖維鋰離子電池規(guī)?;苽淙脒x“2021年中國十大科學(xué)進展”。
大學(xué)四年:他有三個暑假在圖書館度過,閱讀大量文史哲經(jīng)典,打下人文基礎(chǔ)
近些日子,彭慧勝一直待在復(fù)旦大學(xué)江灣校區(qū)實驗室里,指導(dǎo)學(xué)生科研……
“科研時間十分寶貴,再苦再難也不能停。可能因為我經(jīng)歷過更加艱難的時刻吧?!迸砘蹌僬f的“艱難時刻”,是2005年,他在美國留學(xué)期間,經(jīng)歷了卡特里娜颶風(fēng),整座城市被淹,學(xué)校停發(fā)獎學(xué)金;之后近一年,他都過著顛沛流離的生活,科研時斷時續(xù)。
彭慧勝青少年時期成長于湖南邵陽山區(qū),記憶最深的是每天早起從池塘里舀水澆灌稻田,放學(xué)回家在鍋里找剩飯和鍋巴。清苦的日子,父親帶回來的散文和詩集,便是犒賞彭慧勝的精神大餐。通過讀書,他夢想著有朝一日能走出大山……
通過高考,1995年,彭慧勝來到中國紡織大學(xué)(現(xiàn)東華大學(xué))報到,就讀心儀的高分子材料專業(yè)。他發(fā)現(xiàn)學(xué)校離上海圖書館不過3公里,心里高興極了!大學(xué)四年里,他有三個暑假都在上海圖書館度過,每天兜里揣兩個饅頭和一瓶涼白開,在圖書館開門前到,閉館時離開;他閱讀了大量文史哲經(jīng)典,為日后走上科研之路打下了人文基礎(chǔ)。
“除了學(xué)習(xí)自然科學(xué)知識外,科研不只是在實驗室里做實驗,還要有哲學(xué)、科學(xué)史等方面的思維訓(xùn)練?!迸砘蹌僬f。時至今日,他仍保持著每年讀20多本人文社科類書籍的習(xí)慣;他為學(xué)生們開出的必讀書單里,包含幾十本哲學(xué)、科學(xué)史名著。
讀研期間:他有時索性就睡在實驗室里,是出了名的實驗室“居民”
系里師生都知道,彭慧勝是出了名的實驗室“居民”。2000年,他到復(fù)旦大學(xué)讀研究生,導(dǎo)師問他愿不愿意做陰離子聚合,“這個工作不能發(fā)論文,但可以為后面的研究提供基礎(chǔ)材料”。當(dāng)時,陰離子聚合合成出的嵌段共聚物主要從國外購買,一克就要好幾千元。
彭慧勝二話不說就接了下來。半年里,他不知做了多少實驗,大多失敗。早上8點進入實驗室做到下午,失敗了從頭再來;實驗室晚上10點半關(guān)門,但他的實驗不能停,索性就睡在實驗室里。
半年后,彭慧勝第一次成功實現(xiàn)陰離子聚合,合成出嵌段共聚物;他進階到高分子自組裝研究,開始發(fā)表系列論文。
研究生階段科研的順利開展,讓彭慧勝對繼續(xù)深造充滿信心。通過參加國際學(xué)術(shù)會議,他遇到了2000年諾貝爾化學(xué)獎獲得者——高分子材料領(lǐng)域的三位科學(xué)家;盡管英語說得磕磕巴巴,但他鼓起勇氣介紹自己的科研情況;三位科學(xué)家欣然同意,為他的留學(xué)申請做了推薦。
彭慧勝以為,讀研期間發(fā)表的多篇論文,加上三位科學(xué)家的推薦,一定能讓他獲得名校的垂青,但連續(xù)幾份申請遞出去,卻都杳無音信……一位評審老師告訴他,原來他們認為這種找名人加持的行為有失科研工作者嚴(yán)謹治學(xué)的風(fēng)范。
彭慧勝恍然大悟,他沒有放棄,繼續(xù)尋找機會;終于利用在國際會議上做墻報交流的機會,獲得一位教授的認可,獲得出國深造的機會。2006年,飽受颶風(fēng)之苦的彭慧勝,憑著出色的科研成績?nèi)〉貌┦繉W(xué)位順利畢業(yè)。同年10月,他獲得在美國一家條件頂尖的實驗室工作的機會。
在這里,他接觸到了此前從未涉足過的碳納米管研究。他當(dāng)時無意聽到:如果電池材料都做成像布料一樣柔軟,是不是就可以避免探測器著陸星球表面時產(chǎn)生的磕碰了?很多年里,電子器件都朝著微型化、柔性化、集成化方向發(fā)展,學(xué)界主流的研究是薄膜。但彭慧勝卻不走尋常路,一頭扎進纖維研究10多年,“做科研更需要不顧一切的勇氣和豐富的想象力”。彭慧勝說。
回國之后:他定了三個目標(biāo):完成1項重要科學(xué)發(fā)現(xiàn)、誕生10個系列產(chǎn)品、培養(yǎng)100名優(yōu)秀人才
在美國工作兩年后,彭慧勝決定放棄豐厚待遇,回到復(fù)旦大學(xué)。“科學(xué)無國界,科學(xué)家有國籍,我要回國的感情和傾向是天然的。”回國后,彭慧勝就給科研團隊定了三個“1”目標(biāo):完成1項重要科學(xué)發(fā)現(xiàn)、誕生10個系列產(chǎn)品、培養(yǎng)100名優(yōu)秀人才。他認為,科研人員要設(shè)立遠大目標(biāo),但科研工作要腳踏實地,一步一個腳印。
當(dāng)時很多科學(xué)家認為,纖維電池的內(nèi)阻隨長度增加而增大,無法實現(xiàn)電池高性能化,更別說大規(guī)模應(yīng)用了。面對傳統(tǒng)觀點,彭慧勝敢于挑戰(zhàn)。他發(fā)現(xiàn)纖維電池內(nèi)阻隨長度增加,反而先降低后趨穩(wěn)定,呈現(xiàn)獨特的函數(shù)關(guān)系。他帶領(lǐng)團隊研制出20多種纖維器件,其中纖維鋰離子電池具有優(yōu)異且穩(wěn)定的電化學(xué)性能,能源密度較過去提升了近2個數(shù)量級。他們還與產(chǎn)業(yè)界合作,建立了世界上首條纖維鋰離子電池生產(chǎn)線,相關(guān)產(chǎn)品已應(yīng)用于航天、高鐵、汽車等領(lǐng)域。
博士后曾凱雯是近期駐扎在實驗室的團隊成員之一。這兩年,他都在攻關(guān)某種高性能的全新材料。曾凱雯說,這項工作前期探索時間長,他在博士后階段的論文產(chǎn)出并不高。能堅持在“無人區(qū)”里啃硬骨頭,離不開導(dǎo)師彭慧勝的支持鼓勵?!芭砝蠋熃o了我寬松的科研環(huán)境,幫我解決很多難題,但從不給我設(shè)定發(fā)論文的指標(biāo)?!?/p>
在彭慧勝眼里,教書育人與科研工作同等重要。2019年,他出版了一本書——《讀研究生,你準(zhǔn)備好了嗎?》,從為什么要讀研究生、如何選導(dǎo)師,到科研中如何與他人合作交流,再到未來的就業(yè)發(fā)展,用自己的心路歷程為有志于投身科研的學(xué)生們解答了可能遇到的很多疑難困惑。
“教育的本質(zhì)是一棵樹搖動另一棵樹,一朵云推動另一朵云。”對于這句話,彭慧勝深信不疑?!翱茖W(xué)面前,永遠做好奇的小學(xué)生?!迸砘蹌僬f。
■記者手記
嘗過“苦”才能品出“甜”
采訪中,彭慧勝多次提到“科研時間”的寶貴,他一直強調(diào)要把時間投入到有價值、有意義的科研事業(yè)中。從學(xué)生時代開始,他就格外珍惜光陰。高考后,彭慧勝立刻投身自己熱愛的專業(yè)潛心學(xué)習(xí),打牢科研基本功。在他看來,科研的意義就在于探索未知、蹚出新路,而不是重復(fù)別人走過的路。
科研歷程并非一帆風(fēng)順,經(jīng)歷挫敗后,他更加懂得,研究來不得半點心浮氣躁,必須腳踏實地。彭慧勝常說,科研像一盒苦澀卻能久久回甘的巧克力,嘗過科研的“苦”,才能品出科研的“甜”。對于科研工作者而言,只有耐得住寂寞,坐得住“冷板凳”,才能向著心中的遠大目標(biāo)不斷靠近。他自己這么做著,也這么教誨著學(xué)生……
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