彭慧胜:高分子材料化学“闯关人”

  “科学有很多不同的突破口,要找到这个突破口,是需要想象力的。”近日,中国科学院新晋院士、复旦大学高分子科学系和先进材料实验室教授彭慧胜如是说。

  彭慧胜长期致力于高分子纤维器件的研究。他在国际上率先提出了纤维状能源与电子器件的研究思路,创建出具有发电、储能、显示等全新功能的高分子纤维器件,构建出新型柔性织物集成系统,推动了高分子材料化学领域的发展。  

downLoad-20231205094905.jpg

图为彭慧胜院士(左二)在做实验。 (成钊 摄)

  持续耕耘  积累科研创新“直觉”

  在复旦读研时,彭慧胜是有名的实验室“居民”,他努力用半年时间“啃”下了阴离子聚合实验这块“硬骨头”。这个实验难度高,很多人都望而却步,彭慧胜却坚持做下来了。这次成功给了他做科研的信心。

  毕业后,在一次偶然的聊天中,他从同事口中得知,由于火星登陆车的太阳能电池板是硬的,登陆车在经过凹凸不平的星球表面时,可能会卡在石头里,从而造成麻烦。“我当时就想,如果把电池做成软的,比如像衣服那样的纤维,是不是就很容易解决这个问题?”从此,一个大胆的想法在彭慧胜心中开始酝酿。

  2008年,彭慧胜回到复旦担任教职。“当时已经有很多薄膜电池相关的研究,但我想不能跟着别人走,想做点不一样的,于是我就开始尝试纤维的研究。”彭慧胜回忆道。通过查阅文献,他发现纤维电池的相关研究少之又少,存在巨大发展空间。凭借良好的直觉与不懈的努力,他带领团队在纤维电池领域耕耘十多年,最终实现纤维电池的研发及规模应用。

  十多年来,彭慧胜研发了系列纤维材料与器件新技术,成果得到了国际学术界的认可,并推动了高分子材料化学领域的发展。十年如一日的耕耘让他积累了对科研创新突破口的良好“直觉”,他用自己热爱的羽毛球运动打了个比方:“接高速球的时候有时是凭感觉,这种感觉是打了很多次球后积累出来的,做科研也是一样。”

  “从0到1”  科研需要大胆想象

  长久以来,无论是天然高分子,还是合成高分子,高分子的主链都是由碳、氮、氧等非金属元素构成。彭慧胜却大胆猜想,元素周期表里面80%是金属元素,能否用金属元素代替过去传统的碳氮氧结构?

  学生们第一次听到这个想法时都吓了一跳,感觉无从下手。而对于这样一个很难找到参考文献的想法,团队用4年时间进行了初步验证。他们做出的金属主链高分子可以精准控制相对分子质量,并可能发现新的机制和规律,发明新的材料体系,实现“从0到1”的突破。目前,这个方向刚刚起步,彭慧胜也表示,接下来仍然有很多问题需要解决。

  《诗经》《静静的顿河》《费曼物理学讲义》.……在彭慧胜的书柜里,除了高分子领域相关的专业书,文学、历史、哲学及不同领域的经典书籍占了一半。广泛的涉猎让他有了广阔视角和丰富想象。他也经常提倡学生们从书中寻找科研灵感:“胆子大是因为看得远,方法科学高效,有自己的一整套哲学体系,所以才能够有自信。”

  “‘从0到1’,需要的是想象力;‘从1到100’,需要的则是严谨的科学论证。”彭慧胜认为,从基础理论到原创技术,再到最后的工程化应用,科研链条在不同阶段各有侧重。找到创新突破口后,下一步就需要通过严谨的逻辑来求实论证。

  今年5月,Nature子刊Nature Nanotechnology发表了由彭慧胜与复旦高分子系陈培宁、孙雪梅,附属中山医院丁琛,附属华山医院陈世益共同担任通讯作者的人工韧带研究。这款人工韧带具有与天然韧带相似的各向异性结构,可以与宿主的骨骼结合,恢复其因韧带损伤而受损的运动能力。鲜为人知的是,这项跨学科研究因涉及领域复杂,前后耗时6年多,最终有了突破。

  这样的学科融合成果在彭慧胜团队还有很多。“我觉得一定要广泛合作,不光是国内合作,还是国际合作,一定要足够开放。”彭慧胜说,合作不仅能推动研究,更能让人从中学到东西,为今后的发展奠定基础。

  平日里,彭慧胜喜欢去听不同学科的讲座,他认为“不应有学科边界感”,无论是讲人文哲学经典,还是讲艰深复杂的数学公式,他都听得津津有味。“复旦的学科很全,而且实力都比较强,这里有自由的学术氛围,鼓励尝试学科交叉。”彭慧胜这样说。

  甘坐“冷板凳”  致力原创性科研突破

  彭慧胜尊重学生的想法,鼓励他们挑战权威,反对学生做“延长线”式的科研课题,不能盲目跟风,更不能只做容易出论文的课题。

  在科研上,彭慧胜对学生的论文发表数量没有太多要求,他希望学生们能静下心来去“啃些硬骨头”。“如果没有彭老师的鼓励支持,我们可能不太敢做这么长周期的课题。”彭慧胜的博士后唐成强说,在读博的5年时间里,他坚持甘坐“冷板凳”,深耕纤维生物传感领域难题,在这片领域不断探索。

  近年来,彭慧胜经常会给孩子们做科普讲座。每次讲座前,他都会精心准备,希望点燃孩子们对于科学的兴趣。在幼儿园做讲座时,小朋友们听完像潮水一样围过来,向彭慧胜问各种各样的问题,现场还有一个6岁的小朋友告诉彭慧胜,他长大以后一定要做化学家。这让彭慧胜听了心潮澎湃,直呼“这报告太值得了”。

  谈起自己未来的科研目标,彭慧胜希望能做出像“图灵机”那样的原创性科研突破。他也期待,复旦高分子系的师生们未来能做出诺贝尔奖级别的科研成果,有朝一日,他们的名字也能出现在国内外的教科书里,虽然这极其艰难,但值得努力尝试。“希望我们能再花30年,做一个重大成果出来。”彭慧胜坚定地说。

相关推荐

沈阳化工大学许光文教授团队:破解绿色甲醇/航油合成技术链中生物质气化焦油难题

全球性低碳发展正迫使能源结构从化石能源向可再生能源转变,期望在减少对化石能源依赖的同时,减少二氧化碳的排放。生物质作为自然界最大的有机群体,是唯一具有类化石燃料特性的固体资源。生物质热转化技术可以将低...

2024-05-06     辽宁石化新闻

第八届全国石油和化工电气技术大会暨第七届石油和化工电气设计与应用论文大赛颁奖盛典召开

    中化新网讯4月16日-19日,由中国机电一体化技术应用协会主办,中国机电一体化技术应用协会流程工业分会(以下简称:PIS)、北京森博文化传播有限责任公司、森康安科(北京)能源科技有限公司承...

2024-04-30     中化新网

石家庄市油漆厂:知识产权赋能企业高质量发展

  金鱼涂料集团作为一家集研发、生产、销售、施工、服务等为一体的大型油漆涂料企业,近年坚持知识产权强企赋能战略,不断加强研发创新,完善知识产权管理体系,提高知识产权管理水平,促进了企业高质量发展。去年...

2024-04-30     中国化工报

中原石油工程探索人才共享新模式

  4月23日,中原石油工程公司钻井二公司举行仪征化纤人才共享项目出征仪式,“人才共享”成为合作共赢的新尝试。

2024-04-30     中国化工报

中关村论坛发布10项重大科技成果

  4月25日,在北京举办的2024中关村论坛年会开幕式暨全体会议上,正式发布10项重大科技成果。

2024-04-30     中国化工报

万华化学巴塞罗那研发中心启用

  近日,万华化学巴塞罗那研发中心启用。这是万华化学推进欧洲及全球化发展战略中的重要一步,将推动公司快速响应下游客户需求、加强科学研究与创新。

2024-04-30     中国化工报