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科研工作者余彥幾乎隨時都在思考。博士后階段，她當時正在做的二次電池研究，很久沒有新進展。有一次，她在研究所旁邊的樹林里散步，看到池塘邊有很多蘆葦，而蘆葦中含有豐富的硅元素，于是她突發(fā)奇想，是不是可以把蘆葦葉里的硅提取出來，用來做電極材料。余彥是中國科學技術大學（中科大）教授，她研究的鈉離子電池屬于二次電池能源儲能領域，能讓清潔能源更有效地服務于低碳社會。鈉離子電池更大的應用場景是在大規(guī)模儲能，像一塊蓄水池，把風能、太陽能間歇的能源儲存起來，并入智能電網(wǎng)。

【資料圖】

余彥是青山科技獎2022年度入選者之一。在中國科學界，還有一批像她這樣的科研工作者，潛心科研，用研究成果助力雙碳目標、促進綠色低碳轉型。在科學界，環(huán)保領域的科技創(chuàng)新一直是一塊“難啃的骨頭”，周期漫長，過程艱難?！扒嗌娇萍吉劇庇擅缊F發(fā)起，目前已評選兩屆，主要面向綠色低碳研究領域有關鍵推動作用的青年科研工作者。

“一不小心滿足了國家需求”

余彥在二次電池領域已經(jīng)探索了21年。大學考研時，她依憑著內(nèi)心“想做可以落地的東西”的沖動，從化學轉到材料學專業(yè)。中科大提供了寬松的科研環(huán)境，想做什么，可以按想法設計課題。余彥當時想聚焦一個實用性材料做研究，恰好導師剛訪學歸來，他在美國深耕鋰離子電池研究。余彥意識到這個領域的重要性，也選擇了同樣的研究方向。

此后的科研一路通暢。剛讀博士，她就發(fā)表了關于二次電池的國際論文，這樣分量的論文當時整個大學一年都發(fā)不了幾篇。碩博五年連讀，她僅用四年就拿到了學位。

2006年后，她去往國外，繼續(xù)攻讀博士后。2010年在德國時，她開始轉向鈉離子電池研究方向。一開始，她遭遇了很多爭議：鋰離子電池已經(jīng)很好用了，為什么還要研究鈉離子電池？

但余彥考慮，中國鋰離子電池制造技術雖然很成熟，但是80%的資源需要從加拿大、澳大利亞進口，而中國有豐富的鈉資源，也可以沿用鋰離子的制造技術。如果能開發(fā)鈉離子電池，便能降低材料成本，實現(xiàn)材料自立自強。2012年，余彥回國，在母校任教，并組建了自己的研究團隊，在鈉離子電池領域深耕下來。

她的研究同時響應了國家戰(zhàn)略資源層面和低碳環(huán)保的需要。近五年鋰價格不斷上漲，開發(fā)新資源變得愈發(fā)緊迫，鈉離子作為儲能設備，也可以和風能、太陽能等清潔能源配合，助力碳中和目標的實現(xiàn)。

“青山科技獎”的入選者，盡管科研道路的起點各異，但都交匯在綠色低碳基礎科研及應用這個路口。34歲的清華大學副教授王琛是入選者中最年輕的。他的“環(huán)境感知芯片”也是在興趣的驅動下啟動，因為順應了國家戰(zhàn)略的選擇，而涌動起將這一精密技術通用化的強烈動力。

環(huán)感芯片是一個嶄新概念，屬于后摩爾時代功能化芯片的一個方向，通俗解釋，就是用芯片技術做一些非常規(guī)芯片做的事。它屬于“傳感器”的組成部分，用半導體芯片檢測氣體，可以安裝在電池上，檢測是否產(chǎn)生氫氣發(fā)生爆炸，也可以安裝在氫氣管道里，檢測是否有泄露。

這個起點，和余彥一樣，也來自于動念后的放膽一試。2019年，在美國硅谷頂尖芯片公司工作了兩年的他接過清華大學的橄欖枝，打算開啟新的研究生涯。當時，他思忖，當今時代有兩大重要問題，一是摩爾定律的持續(xù)問題，一是低碳或零碳的實現(xiàn)問題。他想把兩者結合起來。

但隨著環(huán)感芯片的研發(fā)和逐漸迭代，王琛發(fā)現(xiàn)，不止學界，從民用到國防都表現(xiàn)出廣泛需求。他獲得的項目支持越來越多。團隊決定從探索性的基礎技術，發(fā)展為集成技術或者低功耗技術，進一步跟產(chǎn)業(yè)結合。

尤其在和航天員訓練中心交流時，他了解到，要保證航天員處在一種舒適安全、無毒無害的環(huán)境，需要用大量傳感器做環(huán)境檢測。但傳統(tǒng)傳感器一個就有拳頭那么大，特別笨重。他們描繪了理想的產(chǎn)品：小型化、智能化、分布式、低功耗、高靈敏、多模式。

王琛一聽，心里生出一種柳暗花明的感覺。團隊辛勤攻關的不正是這個東西嗎？“有種技術前瞻性的感覺，你的科研正好被國家所需要，不小心就滿足了國家需求，很驚喜?！?/p>

在雙碳戰(zhàn)略推出后，王琛又一次感覺到了不謀而合。雙碳基礎工作之一就是要對環(huán)境做一個立體的監(jiān)控，不管是污染物的排放，還是新能源的安全監(jiān)控問題，都涉及大量傳感器。

把芯片要做得足夠精密，發(fā)展一種通用技術。王琛越發(fā)堅定了這個念頭。即使芯片是一個很大的產(chǎn)業(yè)，在其中某一方面取得持續(xù)突破，“這是一個小目標，也是一個大想法”。

“通過智慧去跳過一個又一個坑”

青山科技獎重在激勵環(huán)保領域勇闖無人區(qū)進行創(chuàng)新的科研工作。相比其他科學領域，環(huán)?？萍嫉墓リP更曲折，也更艱辛。

王琛把這種樂趣形容為“通過智慧去跳過一個又一個坑”。在研發(fā)環(huán)感芯片的過程中，每解決一個困難，就會收獲一份實感的快樂。去年疫情時，因為學校與外界隔離，實驗里只剩下了最后一塊芯片。一個棘手的難題擺在眼前，他們不知道這塊芯片要刻多深，如果切開剖面查看，芯片就浪費了。

一個念頭在王琛腦海中閃現(xiàn)，能不能通過光譜儀，用光的反射和散射信號來做探測。王琛本科學的是物理，他憑基礎物理學的直覺假設。他們拿以往切開的芯片樣本來實驗，發(fā)現(xiàn)打個光下去后，在開口的地方是一個黑洞，再往下有散射，到最底下又有一個反射。王琛分析，芯片的底面相當于鏡面，所以每一個階段呈現(xiàn)了不同的信號。發(fā)現(xiàn)了規(guī)律后，他們建模推斷那塊芯片的刻蝕深度。

項目結項后，團隊成員把那塊芯片切開看了看，發(fā)現(xiàn)確實跟王琛想的一模一樣。

學生感到不可思議，驚呼，“到底是怎么做到這么精確的”。在王琛看來，這就是物理學的一個“土辦法”，沒想到真的有用。團隊后來以此申請了國際專利，它比傳統(tǒng)切換成本更低，方法也更簡單，“其實是非常好的基本集成過程中的一個方法”。

它就像他們往復日常的科研縮影：做理論預測，反復驗證，最終實現(xiàn)了一種新技術的突破?！巴ㄟ^智慧預知前面有個坑，然后跳過去了，回頭一看那果然有個坑。”它再一次證明了技術的發(fā)展還是要靠思想。

2021年度青山科技獎的入選者李先鋒對此也深有同感。他的研究方向是“全釩液流電池系統(tǒng)”。去年，由他研究團隊的技術成果做支撐，在大連建成了一套全球最大的400兆瓦時（液流電池）儲能電站——如果電網(wǎng)斷電，這個電站可以保障大連重要應急部門4小時的用電供應。

李先鋒是在博士時期發(fā)現(xiàn)了自己的學術新大陸。有一次，他在測溶解性時，把實驗材料放到一個培養(yǎng)皿里，就離開了實驗室。第二天，皿里結出了一張膜。這讓他感到很好奇，“這東西竟然可以做膜”“它可以做什么？”他開始查閱大量資料，由此開始了燃料電池質(zhì)子交換膜的研究。

后來他出國留學，學成歸來后，把興趣和國家重大需求結合起來做應用導向的技術研究，“從一個小的膜的研發(fā)走到整個系統(tǒng)的集成的過程”。

不時會有人問他，現(xiàn)在有這么多電池技術推陳出新，他生產(chǎn)的釩液流電池未來會不會過時被替代？對此，李先鋒很淡然?！拔覀?yōu)槭裁匆隹蒲?？其實，我們時時刻刻向前走，總會遇到一些新問題新挑戰(zhàn)，嘗試解決，又會有新發(fā)現(xiàn)。這是一種動力，科研的新鮮感和好奇心永遠不會消失?！痹诶钕蠕h看來，技術總在更新?lián)Q代，科研是無止境地求解未知的過程。

“女性做科研也有獨特優(yōu)勢”

伴隨余彥科研道路的是持續(xù)的熱忱。高中時，她是化學委員，她喜歡看一些化學家的故事，比如科學家們經(jīng)過666次實驗發(fā)明了一種農(nóng)藥，幫助農(nóng)業(yè)發(fā)展。

考上大學后，她自然選擇了化學專業(yè)。那是1997年，計算機是熱門專業(yè)，而一個女生去學化學，“人家會覺得是不是要去化工廠工作。”

但余彥沒想那么多。她父母都是小學老師，自然地認為，學了化學，畢業(yè)后至少可以做中學化學老師。2002年本科畢業(yè)后，她同時考上中科大的碩博五年連讀和上海的公務員。選擇哪條路？她糾結了一陣，決定遵循內(nèi)心想多讀點書的想法。母校的研究氛圍很好，以后也可以出國留學，見識更大的世界。

余彥很要強，她的研究工作有很多體力活，需要合成樣本，再組裝成電池。在實驗室里，要戴兩個密不透風的厚手套，在充滿惰性氣體的箱體里組裝，“大熱的天，一站一兩個小時，出來后大汗淋漓。”

做教授的前五年對余彥來說是最難的，除了做研究，她還要上課、帶研究生、備課、出差開會，經(jīng)常需要連軸轉。做鈉離子電池研究，需要申請國家基金，當申請國家優(yōu)秀青年基金的時候，她連續(xù)申請了五次，前兩次答辯都沒有走到最后，第三次答辯才順利通過，這個經(jīng)歷也讓她的內(nèi)心變的更強大，更堅韌。

在余彥眼中，女性做科研上有許多優(yōu)勢，比如做研究更耐心、更專注，也更細心。她習慣于把日常生活中的所見所聞結合到科研的思考中。做鈉離子電池研究的時候，她遇到一個實驗，需要把材料做成中空的，但一直毫無進展，她開始了曠日的苦思冥想，“吃飯在想，走路也在想”，半年后終于找到一個辦法?；A科研的突破是坐冷板凳，久久為功。

十年前，余彥是國內(nèi)最早做鈉離子研究的人，很多人不理解，但在漫長的科研過程中，她證明了自己的前瞻性。

“工業(yè)化是為了讓人更好地生活”

“我們有一個概念，叫 from lab to Fab?！睂ν蹊碚f，科研的目的是為了服務社會，讓社會往好的方向發(fā)展。當環(huán)感芯片通用化后，他希望未來它可以更縱深地走向產(chǎn)業(yè)。隨著政策的倡導和全社會對環(huán)境的重視，未來的市場將很廣闊。

“我們希望能夠推動技術一步步進步，最終能夠走在產(chǎn)業(yè)前面。當產(chǎn)業(yè)需要這種技術時，我們已經(jīng)準備好了，為它賦能。”王琛說。

這也是李先鋒經(jīng)常思考的問題——怎么真的挖掘出研究中的價值？產(chǎn)業(yè)的發(fā)展依賴于應用技術，而后者則以純科學研究為基礎。雖然短時間內(nèi)很難產(chǎn)生經(jīng)濟效益，但純科學研究所發(fā)現(xiàn)的新原理、新方法對社會卻有重要推動作用。

因此，不論是應用技術研究，還是純科學研究，長期投入于其中的科研人員都需要支持和喝彩。李先鋒認為，青山科技獎是一個引導，讓全社會關注到有一批科研工作者正在深耕生態(tài)環(huán)保這一重要領域。更重要的是，它倡導了對科技創(chuàng)新的鼓勵和對科研人員的尊重。尤其對于剛起步階段的青年科學家，這是一把上坡的推力。余彥也認為，這樣的科學獎項近年越發(fā)受重視，說明無論是國家、企業(yè)，還是個人，慢慢都在轉變意識，未來將迎來更大的進展。

“很多事情不是一個科技工作者能解決的，而是全社會的問題?！蓖蹊t認為，青山科技獎呼吁科研成果的轉化，把科研精神和企業(yè)需求融合，最后推動技術發(fā)展，這是一個理想社會的狀態(tài)。雙碳戰(zhàn)略放眼2060年，“需要每個人心中有一個根，一個定力”。為此，他在清華專門開設了一門環(huán)境倫理的課，指導學生認知復雜情境下的科學倫理。

“現(xiàn)在我們國家特別需要掌握倫理價值且動機非常純良的人站在工程實踐的第一線，去引導科技發(fā)展。”王琛想培養(yǎng)更多這樣的學生。

余彥也以此為追求。連續(xù)21年，她一直對自己的研究方向很堅定，既是因為這對國家“非常必要，且有緊迫性”，也來源于她篤定的信念——工業(yè)化最終的目的應該是為了讓人更好地生活?！拔蚁Ｍ易龅臇|西真的有一點點用處?！彼龔男∠矚g看金庸的小說，骨子里是一個俠女，想為這個世界做點什么。現(xiàn)實中，她在化學研究的不確定性中找到了寄托，它可以幫她創(chuàng)造很多沒有的東西，讓人類生活更美好。

據(jù)了解，青山科技基金是由美團發(fā)起，中國科協(xié)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)學聯(lián)合體、中國石油和化學工業(yè)聯(lián)合會作為戰(zhàn)略合作伙伴共同參與，相關學會和行業(yè)協(xié)會共同支持的公益性基金。該基金資助方向包括青年科學家公益性獎項“青山科技獎”和“科創(chuàng)中國”美團青山環(huán)?？萍紕?chuàng)新示范項目兩大分支。為鼓勵更多青年學者投身綠色低碳基礎科研，在材料科學、化學、化學工程、環(huán)境科學、能源科學等學科領域，有關鍵推動作用的青年科研工作者都可申報。6月5日，第三屆“青山科技獎”申報正式啟動，今年將重點關注綠色低碳材料、碳捕集及資源化利用、新能源及儲能、降碳減污協(xié)同控制四大議題。

（文章來源：經(jīng)濟參考網(wǎng)）