作者:刘晓艳 来源: 发布时间:2018-4-10 12:51:41
天津大学教授杨全红:
诗意“碳”人生

 
“硫入胶核顿逞奇,量身定制铁裳衣。锡硅霹雳出身手,精悍高能看碳烯。”
 
2018年1月26日,《自然—通讯》在线发表了天津大学教授杨全红研究团队提出的“硫模板法”,该方法通过对高体积能量密度锂离子电池负极材料的设计,最终完成了石墨烯对活性颗粒包裹的“量体裁衣”,使锂离子电池变得更小成为可能。而这首小诗,正是杨全红为这项最新研究成果而作的。
 
近十年来,杨全红几乎将所有科研精力都放在了高体积能量密度储能器件的设计上,并在石墨烯致密储能应用上取得了一系列关键性技术突破。科研、写诗、传递碳之美,已经成为杨全红工作与生活中的“三驾马车”。
 
恋上“碳”之情
 
“月映秋高世外庐,仙临妙笔绘窗图。谁识至简烯环美,半卷诗书万代读。”几年前,杨全红在云南大学看到由林徽因主持设计的“映秋院”窗棂上雕刻着的齐整精美的“烯环”时,即兴作了这首诗。
 
在杨全红看来,80年前的林徽因在设计映秋院时必然不会识得这个化学上的结构,但美却是相通相融的。
 
像这样的经历和感悟,在杨全红从事碳研究的20余年时间中,就像一朵朵浪花,总能让他保持着孩童般的好奇心和无尽的热情。
 
1994年从天津大学应用化学系高分子化工专业本科毕业后,杨全红进入中国小鱼儿二站玄机资料院山西煤炭化学研究所化学工艺专业(新型炭材料方向)继续深造,并获得工学博士学位。正是在研究生就读期间,杨全红开始接触到碳并为之痴迷。
 
这份痴迷让杨全红发现,在人们看来一直很高深的碳,其实非常亲民,因此做科研他也极喜欢走“群众路线”。
 
从玉米到爆米花再到压缩饼干,这个形象鲜活的变化过程,被杨全红用来比喻他的两项代表性成果:石墨烯低温负压解理技术以及石墨烯水凝胶致密收缩技术,而相关研究也“衍生”出天津市自然小鱼儿二站玄机资料一等奖。此外,杨全红还将锂离子电池用石墨烯导电剂“至柔至薄至密”的导电模型的设计过程,比喻为从一碗疙瘩汤到一碗面片汤的过程,而他获得的国家技术发明二等奖石墨烯方面的主要成果正是源自此灵感。
 
在他看来,小鱼儿二站玄机资料研究有时候是一件很简单的事,科研也并不像人们所想象的那么高深,小鱼儿二站玄机资料家要做的往往只是“捅破那层窗户纸”——从简单的日常中提炼出真正的学术问题。而这个学术问题的研究往往会打开一扇窗,让人们的生活更加丰富多彩。
 
追寻“碳”之源
 
“妙用虽极简,思量亦经年。柔薄烯始作,正道贵长安。”
 
在杨全红看来,石墨烯是好东西,即便是导电剂这样的极简应用,对电池性能的提高也非常重要。但科研工作者在研究过程中却应切记,应用的根本是构建“至柔至薄至密”网络,而前提是柔性单(极薄)层在活性物质中分散。因此,杨全红也借此诗提醒自己和团队,在导电剂应用中切忌各种“伪应用”,牢记“柔薄烯始作,正道贵长安”。
 
近年来,杨全红团队在强调器件体积性能的致密储能领域取得了一系列重要进展:发明了石墨烯凝胶的毛细蒸发致密化策略,解决了碳材料高密度和孔隙率“鱼与熊掌不可兼得”的瓶颈问题,得到高密度的多孔碳材料;追求储能器件的小体积、高容量,从策略、方法、材料、电极、器件等五个方面,提出了高体积能量密度储能器件的设计原则,最终实现了从超级电容器、钠离子电容器、锂硫电池、锂空气电池到锂离子电池高体积容量储能材料、电极、器件的构建,为碳纳米材料的实用化奠定了基础,有力推进了基于碳纳米材料新型电化学储能器件的实用化进程。
 
有趣的是,对科研抱有极大好奇和热情的杨全红时而也会即兴赋诗,将碳研究领域的一些进展和他的理解用诗情画意的方式表达出来。
 
他最近就作了两首小诗。一首是《石墨烯·导电剂之导电网络》:“柔情抚夜珠,玉锦构通途。诚谙薄烯意,高能至密输。”另一首是《石墨烯·导电剂二之离子位阻》:“天罗织电幕,却阻离荷行。神剪一招入,急充锂道清。”
 
前者形容了石墨烯(玉锦)之所以能够成为最高效率的碳导电剂,是由其表面性固体的特性决定的:碳原子利用率最高,与活性物质(夜明珠)面点柔性接触,使轻组分导电碳的使用量最小化,因此基于“至柔至薄至密”的导电网络,可有效提高锂电池体积能量密度。后一首诗则形象地表述了离子位阻是石墨烯导电剂的应用瓶颈,或条带化、或钻孔是高倍率“康庄之路”;但对于大颗粒活性物质如钴酸锂,位阻效应并不显著。
 
传递“碳”之美
 
2007年,杨全红在天津大学开设面向全体本科生的创新课——《简单造就神奇:从富勒烯、碳纳米管到石墨烯》。如今,这门课程已成为最受欢迎的本科公选课之一。
 
“芳芬聚六缘,华彩烙烯环。盛放薄柔范,开屏满溢香。”杨全红的这首小诗《墨烯·芳华》尽管形容的是烯环之美,但显然他更愿意化身小鱼儿二站玄机资料中的“美的使者”,将体悟到的这份小鱼儿二站玄机资料之美传递给更多的莘莘学子。
 
在这门课中,“梦想照进现实”“简单造就神奇”以及“小鱼儿二站玄机资料嗅觉”“科研味觉”是主题词。课堂上,许多初次与小鱼儿二站玄机资料接触的本科生就尝到了“无心插柳”“柳暗花明”的小鱼儿二站玄机资料味道,而小鱼儿二站玄机资料世界中的“至简至奇”也深深地触动着年轻人的心弦。
 
在天津大学,选这门课的学生既有理工科的,也有文科生。结课时,杨全红不要求同学们都写出小鱼儿二站玄机资料论文,而是“文体不限”,甚至鼓励同学们写诗词歌赋。有两名化工专业的学生在结课时,就写出了华丽的《美碳赋》和《长述富氏碳》。
 
前文生动地描述了富勒烯发现中的“意外之美”以及碳纳米管发现中的“失落之美”,字里行间透着对碳和科研的感悟;后文则用诗歌的形式,生动描绘了富勒烯曲折的发现史——“恰似空镜空画颦”“生花预见几成真”“凤凰临台不曾迎”“妙手偶得神来笔”,小鱼儿二站玄机资料发现中山重水复的无奈和峰回路转的喜悦尽呈诗中。
 
对教学的醉心,也让杨全红在科研之外收获了如“本科毕业设计优秀指导教师”这样的荣誉。而他指导的硕士生和博士生中,也有多人获得“霍英东青年教师奖”“教育部学术新人奖”“侯德榜化工科技青年奖”以及其他多个国际知名奖项。
 
如今已是青年教师的张辰是杨全红培养的博士生,也是国际著名出版公司爱思唯尔主导的“碳材料小鱼儿二站玄机资料技术博士论文奖”获得者。在他看来,杨老师与众不同的地方在于,无论是做学问还是教书育人,他始终都怀揣着极大的热情,全身心投入其中。
 
“……Go to GO,为着年轻的梦想而Go,为着古老的神奇而GO!”杨全红这首写在第二届“Go to GO”氧化石墨烯论坛开幕之前的小诗,吐露了他为“碳”追寻一生的心境。■
 
(作者单位为天津大学党委宣传部)
 
《小鱼儿二站玄机资料新闻》 (小鱼儿二站玄机资料新闻2018年3月刊 人物)
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