大家使用手機時都會有這樣的經歷:買來新手機用上一兩年后,電池就會變得不經用,即便充滿電,不到幾小時又用完了。 這一困擾將有希望得到解決:湖南大學物理與微電子科學學院2014級博士生楊鈺樺在實驗了5個月后,制備出長壽鋰電池,在循環2000次后容量幾乎沒有衰減,而目前常見鋰電池在循環300次后電池容量便會衰減。 你或許想不到,楊鈺樺今年已年近40歲;你更想不到的是,在考上物理學博士前,他曾當了10年的文科老師。 本報記者范典實習生毛鵬長沙報道 5月4日,湖南大學教授魯兵安在朋友圈發了一個鏈接,他的博士生楊鈺樺在國際高水平期刊ACSNano發表了一篇論文。這個極少更新朋友圈的85后博導特地發了一條消息祝賀:“恭喜楊博士,一個文科生加入我們課題組,勤奮踏實做了一年多,終于發表了兩篇包括ACSNano在內的文章! 一個是85后年輕博導,一個是從文科轉向理科的70后“高齡”博士生,這樣一對極具反差效果的師生組合,只用一年多的時間,就取得了讓人意想不到的成績。 長壽鋰電池循環2000次容量沒有衰減 5月初,湖南大學物理與微電子科學學院2014級博士生楊鈺樺以第一作者的身份在國際期刊ACSNano發表論文。 這個讓魯兵安忍不住表揚的博士生今年39歲,比他的博士生導師大了近10歲,是這篇論文唯一的第一作者。湖南大學官方評價:“這是國際上首次報道基于細菌吸收制備高容量、長壽命的鋰離子電池電極材料! 鋰離子電池容量低、壽命短,手機電池續航問題不僅影響到每個人的日常生活,也是目前科學界面臨的問題之一。楊鈺樺的論文,就是為了解決電池容量衰減的問題。 怎么更好地解決這個問題呢?鋰離子電池一般由正極、負極和隔膜3部分組成,其中正極和負極的活性材料容易溶解于電解液,從而導致電池容量衰減,縮短電池壽命。楊鈺樺的實驗從負極材料入手,希望通過保護負極的活性材料來提高電池容量和壽命。 楊鈺樺通過培養一種名為枯草芽孢桿菌的細菌,將制備電池需要的活性材料吸收進去,細菌在活性材料外圍形成了一層保護膜,在充放電過程中,由于保護膜的作用,活性材料不會因粉化而溶解于電解液中,從而實現鋰離子電池的高容量和長壽命。 楊鈺樺說,現在工業中常見的鋰離子電池,在循環300次之后就會出現衰減。楊鈺樺的實驗結果顯示,他們制備的鋰離子電池在循環2000次后,容量幾乎沒有任何衰減。 “高齡”博士生10年文科教師跨界理科 70后楊鈺樺,老家在江西九江,現已年近40歲。選擇來湖南大學讀物理學博士之前,他幾乎沒有多少物理基礎。只因妻子在湖南大學讀博,再加上一些其他機緣,楊鈺樺最后選擇了這個“跨界”很大的專業。 “我研究生畢業之后就當老師了,但身邊高學歷的人越來越多,我感覺自己的知識水平還不夠!睏钼晿逭f,自己考博前已經當了10年的文科教師,女兒也都已經上小學了。在那樣一個年紀選擇讀博,確實需要很大的勇氣,但他還是希望能實現自己內心的想法。 1998年,楊鈺樺從南昌大學的工業設計專業畢業,之后工作了3年;2001年,他又考上北京郵電大學的工商管理學碩士,畢業后到江西宜春學院的經濟與管理學院任教;2013年,楊鈺樺有了讀博的想法?紤]再三后,他選擇了湖南大學;艘荒陼r間備考之后,順利地考上了物理學博士,主攻凝聚態物理方向。 “我一直都挺喜歡物理的!睏钼晿逭f,2014年,他剛來湖南大學時,他的導師魯兵安還在斯坦福大學做訪問學者,魯兵安回國之后,就跟他說了通過細菌吸收活性材料的方法,2015年5月,他才開始按照這個思路做實驗。 楊鈺樺說,他之前沒有多少物理基礎,只能通過不斷試錯來補充自己的不足。他前后做了5個月實驗,完善實驗數據后,今年2月投了稿,沒想到這篇論文在5月初就通過審核并發表。 楊鈺樺的博士生活 博導喊他“楊老師”除了做實驗還要接孩子 魯兵安是一個正宗的85后。2012年,他博士畢業之后就到湖南大學物理與微電子科學學院擔任副教授,不到30歲就升任了教授和博士生導師。目前,他的課題組有好幾位博士生,大部分博士生只比他小3、4歲,楊鈺樺則比他大了近10歲。 “我們之間是平等交流,你看我就叫他楊老師,他之前確實是當老師的!睂τ跅钼晿暹@位年齡大自己很多的學生,直性子的魯兵安跟他交流起來毫無問題,倒是楊鈺樺感到“壓力山大”:“老師自己工作這么賣命,我們也要努力才行! 4個簡陋的房間,其中1間是四季恒溫30多度的實驗室,外加兩間雜亂的實驗室,還有1間條件簡陋的辦公室,這是楊鈺樺平時的主要活動場所,每天有大半時間在這幾間屋子里轉悠。 “有一次我有事給他打電話,楊老師說他在接孩子的路上,當時真是生氣,但又覺得溫暖!濒敱舱f,雖然楊鈺樺比自己大,兩人之間也有一些代溝,但他很佩服這個學生,“對家庭對小孩都是很盡職盡責的,值得我學習”。 魯兵安的2013級博士生于馨智說,他們幾個博士生一周七天基本都待在實驗室,只有長假才會休息一兩天,但楊鈺樺比他們都要努力,“我們一般晚上10點就走了,他要十一二點才走”。 楊鈺樺說,其他的博士生都有基礎,他基礎差一點,只能夠多花點時間來彌補。雖然很忙,他還是會每天開車接送女兒上學,很忙的時候又要照顧小孩子,避免不了會把小孩子帶到學校里,魯兵安特意安排了一張大的辦公桌給他,楊鈺樺說:“我的桌子比魯老師的還大呢!” “我很感謝我的妻子,平時除了接送孩子,其他的事情都是她處理,我晚上回去洗完澡就躺床上睡了,她也不會有意見!睏钼晿逭f,每天早上六點多起床,晚上十一二點才能回家,平衡科研和工作上的事情,是他目前最需要解決的問題。 至于博士畢業之后,楊鈺樺說,他已經習慣了當老師的生活,以后還是想接著當老師。 |