日前，《麻省理工科技評(píng)論》發(fā)布了2022年度“35歲以下科技創(chuàng)新35人”，復(fù)旦大學(xué)高分子科學(xué)系青年研究員高悅?cè)脒x。

該項(xiàng)評(píng)選每年從世界范圍內(nèi)的新興科技和創(chuàng)新應(yīng)用中對(duì)35歲以下、且對(duì)未來科技發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響的創(chuàng)新領(lǐng)軍人物進(jìn)行遴選，最終形成一份全球創(chuàng)新青年英雄榜——“35歲以下科技創(chuàng)新35人”（Innovators Under 35，簡稱 TR35），榜單入選者橫跨計(jì)算機(jī)、生物和生命科學(xué)、化學(xué)、物理、材料、半導(dǎo)體、量子計(jì)算等各大領(lǐng)域。

(資料圖)

高悅?cè)脒x理由：他提出了基于有機(jī)材料的電池界面設(shè)計(jì)方法，以及有機(jī)界面調(diào)控策略，為解決下一代儲(chǔ)能電池不良的循環(huán)穩(wěn)定性和安全性提供了獨(dú)特的解決思路和辦法。

“壓一壓電池的火爆脾氣”

電池在日常生活中發(fā)揮著重要作用。隨著智能電子設(shè)備的更新迭代，人們對(duì)電池容量、充電速度的追求與日俱增，而電池的損耗乃至爆炸等問題也日益引發(fā)關(guān)注。

高能量密度鋰電池能否穩(wěn)定循環(huán)，以及性能提升，固態(tài)電解質(zhì)界面膜（SEI）是一大關(guān)鍵。然而成分以無機(jī)鹽為主的固態(tài)電解質(zhì)界面膜，不僅穩(wěn)定性較差，還無法抑制界面處的副反應(yīng)，極易導(dǎo)致電池容量的迅速衰減。

研究下一代高能量密度電池，必須破解設(shè)計(jì)穩(wěn)定的固態(tài)電解質(zhì)界面膜的難題。過往的研究者大多仍使用傳統(tǒng)的無機(jī)材料，高悅課題組卻瞄準(zhǔn)了有機(jī)材料致密度高、機(jī)械性能好等優(yōu)勢(shì)，創(chuàng)新性地將有機(jī)材料引入電池的固態(tài)電解質(zhì)界面膜設(shè)計(jì)之中。

“鋰金屬脾氣不太好，總是與電解液發(fā)生副反應(yīng)，消耗彼此的‘耐心’。那么就在兩者之間用高分子膜隔開調(diào)和，溫順和善，壓一壓他們的火爆脾氣?！备邜傆蒙鷦?dòng)形象的比喻道出了背后的原理：運(yùn)用電化學(xué)活性高分子，改變界面處的分子相互作用，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)固態(tài)電解質(zhì)界面膜的結(jié)構(gòu)和界面穩(wěn)定性的調(diào)控。

圍繞新型電池體系和技術(shù)的設(shè)計(jì)，高悅課題組還將開發(fā)更多有機(jī)和高分子材料，探索有機(jī)分子結(jié)構(gòu)和性能的關(guān)系，開發(fā)新技術(shù)和新器件，例如將電池的能量密度提升2-3倍，將電池充電時(shí)間從數(shù)小時(shí)降低至幾分鐘，以及為電動(dòng)飛機(jī)、機(jī)器人和特種應(yīng)用設(shè)計(jì)特殊電池體系，解決其技術(shù)發(fā)展受制于電池的現(xiàn)狀。

用有機(jī)材料來做電池，以及用有機(jī)材料來解決能源相關(guān)的問題，高悅樂于做這樣一些跨界的創(chuàng)新性科研工作?！耙粋€(gè)學(xué)科發(fā)展到一定程度之后，很難用傳統(tǒng)方法解決一些難題，而多學(xué)科交叉研究往往能夠另辟蹊徑，柳暗花明。比如說高分子材料的結(jié)構(gòu)千變?nèi)f化，你可以設(shè)計(jì)很多不同的構(gòu)型、構(gòu)象去打造它的性質(zhì)，從而得到令人驚喜的收獲。”

帶一群年輕人做科研

本科期間做天然產(chǎn)物小分子合成，科研助理的時(shí)候做抗腫瘤糖肽疫苗，博士期間研究鋰電池，博士后工作是3D打印和機(jī)器人……高悅回顧起不同階段的科研興趣，涉獵了廣泛的學(xué)科領(lǐng)域，也為他后續(xù)的交叉學(xué)科研究做好了鋪墊。

高悅于 2018 年在美國賓夕法尼亞州立大學(xué)獲得化學(xué)博士學(xué)位，隨后作為Vagelos學(xué)者在美國賓夕法尼亞州立大學(xué)開展研究。2020年底，他加入復(fù)旦大學(xué)，擔(dān)任高分子科學(xué)系青年研究員和博士生導(dǎo)師。

選擇復(fù)旦，加入高分子科學(xué)系，高悅最看重的是復(fù)旦先進(jìn)的科研理念與科研土壤?！皝韽?fù)旦兩年多，感受最深的就是學(xué)校和院系對(duì)科研人才全方位的支持，給予充足的發(fā)展空間，支持引導(dǎo)青年研究人員進(jìn)行原創(chuàng)性工作的探索，激發(fā)自主創(chuàng)新的不竭動(dòng)力。”在高分子科學(xué)系這片沃土，他得以充分發(fā)揮多學(xué)科交叉研究的優(yōu)勢(shì)，汲取化學(xué)、材料、機(jī)械、工程等各領(lǐng)域的養(yǎng)料，不斷取得科研碩果。

高悅（后排右四）在“35歲以下科技創(chuàng)新35人”中國發(fā)布儀式

32歲，風(fēng)華正當(dāng)時(shí)。雖然曾獲得國內(nèi)國際的各種榮譽(yù)，入選2022年度“35歲以下科技創(chuàng)新35人”，是高悅第一次以復(fù)旦人的身份獲得極大的認(rèn)可。“這既是對(duì)我過往研究工作的回望與總結(jié)，讓更多人看到一位復(fù)旦青年研究員擁有怎樣的創(chuàng)新理念與實(shí)踐，也為我們課題組增添了很多動(dòng)力?！?/p>

高悅帶領(lǐng)的課題組同樣年輕而富有活力，由90后和00后的本科生、碩士生、博士生及博士后組成，平均年齡25歲?！拔业膱F(tuán)隊(duì)是多元化的，他們擁有不同的學(xué)科背景，像是有機(jī)化學(xué)、電化學(xué)、材料、生物、機(jī)械工程等，思維活躍，容易在研究過程中迸發(fā)火花?！?/p>

高悅（左一）與學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室

在指導(dǎo)學(xué)生科研的過程中，高悅希望他們以興趣為驅(qū)動(dòng)力，同時(shí)觀察他們各自的閃光點(diǎn)，因材施教，因人而異。例如思維嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)的學(xué)生，高悅會(huì)引導(dǎo)他們創(chuàng)造新材料，用新材料解決目前能源器件研究中的核心問題和瓶頸；而對(duì)于天馬行空的學(xué)生，高悅則注重激發(fā)他們的創(chuàng)新活力，“用新材料，做新器件，享受從無到有的過程”。

高悅始終認(rèn)為，年輕人可以在科研中多一些“瘋狂的想法”，打破一些既定的思維框架。“想法可以無限新奇，目標(biāo)卻一定要明確。”高悅目光堅(jiān)定，“我一直跟學(xué)生們說，做新材料、新器件，出發(fā)點(diǎn)還是服務(wù)我們國家最重要的能源問題。以服務(wù)國家重大科學(xué)戰(zhàn)略為導(dǎo)向，懷揣勇闖無人區(qū)的勇氣?！?/p>

未來，高悅將帶領(lǐng)領(lǐng)課題組發(fā)展基于有機(jī)功能材料的變革性技術(shù)，解決儲(chǔ)能和智能機(jī)器人領(lǐng)域的核心問題和痛點(diǎn)挑戰(zhàn)，并在研究材料構(gòu)效關(guān)系的同時(shí)積極推進(jìn)技術(shù)向?qū)嵱玫霓D(zhuǎn)化。

高悅課題組未來的研究方向

下學(xué)期開始，他還將從實(shí)驗(yàn)室走進(jìn)課堂，主講高分子科學(xué)系在復(fù)旦首次開出的本科生專業(yè)培養(yǎng)課程《材料科學(xué)導(dǎo)論》，期待從學(xué)科交叉角度為一門傳統(tǒng)課程增添新活力。

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