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27岁入选青千当博导的浙大女科学家:读博像人生的一种模拟
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27岁入选青千当博导的浙大女科学家:读博像人生的一种模拟

来源:新京报    发布者:环球高端人才网    时间:2019-05-14 10:54:24    阅览次数:144

来源:新京报

记者:陆一夫 浙江大学


1988年生于浙江杭州,她是2015年国家青年“千人计划”中最年轻的一位,当时年仅27岁就被浙江大学聘为特聘研究员,具有博士生招收资格。2010年6月从浙江大学化学工程与生物工程学院本科毕业后,去往美国康奈尔大学攻读博士学位,后又在斯坦福大学从事能源材料领域博士后研究工作。2015年她回到母校浙大,担任特聘研究员。带领课题组从事科研工作,2018年9月,获得“求是杰出青年学者奖”。


在金属锂电池领域的学术成就一骑绝尘,突破性研究有望让电池的能量密度再上一个台阶。


她是国家“青年千人计划”中最年轻的学者之一,也是浙江大学的博士生导师。自认“佛系”的她,相信科研是一条不断试错和证伪的路,鼓励新时代女性积极地独立思考。


她就是陆盈盈




 1 

科研本身更多的是去证伪



新京报:我们知道,让你成为最年轻教授、博导的学术研究是金属锂电池。当初你选择金属锂电池作为研究方向的初衷是什么?


陆盈盈:我在博士期间开始做金属锂电池,但当时在大学本科期间,并没有选具体的研究方向。因此到美国留学后,考虑到还要读博士,我的导师给我两个方向,一是关于流体流力的课题,另一个是关于金属锂的课题。


当时根据本科期间的一些专业知识,我对能源/储能比较感兴趣,选择了比较接近应用层面的金属锂电池,锂电池对于国家的能源发展有重要意义。


新京报:在美国读博期间,你的博士生导师林登·A·阿彻对你的研究成果评价极高,认为解决了电池领域里公认的严峻挑战,能否用通俗的语言介绍你在金属锂电池研究领域的突破?


陆盈盈:虽然他在学术上对我给予了比较认可的评价,但事实上金属锂存在的问题是非常严峻的,这并不是一两个人就能够完全解决的问题。比如说考虑到电池在实验室规模和产业化层面的安全性,对电池安全性的要求是不一样的。


早在1988年,已经有企业曾经想要产业化金属锂电池,当时是想要把它应用到手机里,但经过数年反复的安全测试,大家发现金属锂一直无法通过,经历无数次的测试失败,最终金属锂的产业化被彻底放弃。目前市面上看到的大多是锂离子电池和铅蓄电池,一些新型的体系比如钠硫电池、液流电池也在不断被看到。但我们也不断期待在能量密度上实现更大突破,无论是材料方面的,还是电池安全系统管控的不断进步,这让我们重新回到对金属锂的研究。


我们希望通过各个方面的协同推进,最终解决金属锂电池的安全问题,这就是我们当下努力的方向。


新京报:你在康奈尔大学的这段求学经历对于你来说意味着什么?


陆盈盈:在康奈尔大学读书期间,我最终决定要继续走科研道路。在那里的时间并不是很久,但无论是身边的这些同学,还是我的导师,他们都不断影响着我,促使我要非常专注地继续走科研这条道路。


康奈尔大学处于一个相对偏僻的小镇里,附近也没有什么大城市,在地理位置上它让人能比较安心做实验。而导师给我的印象最深刻的是,他每周末都会来实验室待上一整天,哪怕是圣诞节也会在。他已经是非常有学术地位的教授,但依然是在科研前线奋斗,这种专注的态度持续地影响着我。


新京报:对于科研工作者来说,最重要的品质是什么?


陆盈盈:专注是非常重要的品质,科研项目并不是短短一两年的时间就能看到结果,它可能需要很漫长的过程。


其次是独立思考的能力,科研工作不再像是学生时期的考试,有问题可能看一下书就会有答案。很多科研问题甚至从来没有人探索过,是一个open minded的问题,需要很多人共同推进完成。


科研本身不是说一定能寻求到真理,而更多的是去证伪,去证明这条路是不行的,或者说去证明它是一个无限接近于真理的结论。


正在做实验的陆盈盈。受访者供图


新京报:你怎么看待自己这么年轻就取得如此高的学术成就?


陆盈盈:其实我并没有觉得自己的学术成就很高,我觉得自己才刚开始走上这条路,也谈不上什么幸运,就是一种选择吧。觉得这件事情有意思,而且能够做一辈子。


在美国,我经常能看到一些包括拿到诺贝尔奖的老教授,每天骑着一辆单车到学校的实验室做科研,这给我一种非常专注的感觉。如果有一件事情可以让我做一辈子,这种专注的感觉跟其他行业是不太一样的。


新京报:选择回到国内继续研究工作,是基于怎样的考虑?在国内和国外做研究,你认为有怎样的区别?


陆盈盈:在2013年底,我参加了一个学术会议,当时知道有“青年千人计划”这个途径可以回国,当时我就没有多想,觉得肯定要试一下。也有很多人问我,为什么不是先尝试留在美国,如果不行再回国,我当时纯粹认为当时与国际水平相比,我们国家在金属锂电池这一领域相对滞后,就希望能够回到自己的国家,在这一领域把科研水平再推进一点,这才是真的有意义的科研工作,科研工作者会有一种“主人翁”的感觉。




 2 

为金属锂技术从实验到应用贡献力量



在康奈尔大学读博期间,导师Lynden A. Archer教授给陆盈盈推荐了三个可行的研究方向:高分子物理、流体力学、金属锂电池。权衡之下,她最终选择了金属锂电池。在她看来,能源一直以来都是比较关键的科学问题,对生活、生产发展都相当关键。


一开始导师担心这个问题对于一个博士生来说有点太大了,探索已经进行了30年的时间,世界上许多知名学者曾经试图解决该难题,都未成功。



但是陆盈盈勇于挑战能源材料难题,经过不断地探索、独立思考和反复实验后,她发现用氟化锂作为电解液添加剂能够改善金属锂负极固体电解质界面膜(SEI)的不稳定性,随后她所作的论文在广度与深度上都比一般的博士论文出众。


基于她在研究领域的贡献,2014年12月,陆盈盈被授予Austin Hooey最佳博士毕业生奖,这是康奈尔大学化学与生物工程系授予研究生的最高荣誉。


因为解决了金属锂沉积不稳定性难题,陆盈盈以第一作者身份在N a t u r e Materials上发表了一篇不错的文章,成果受到了学术界很大的肯定。与此同时,她也顺利完成了康奈尔大学博士的研究工作和学习,得以提前毕业。




 3 

谈及自己的研究,陆盈盈有说不完的话



新京报:近年来,媒体对于你在金属锂电池研究成果方面的报道都提及“让智能手机三四天不用充电”、“提高新能源汽车的续航里程”等等,那么,你的上述研究是仅限于实验室,还是已经开始商业化?


陆盈盈:现在我们做的金属锂项目还在实验室阶段。去年我们实验室牵头了一个国家重点研发计划,也是希望做到准固态的金属锂电池。我们希望金属锂电池在不断推进产业化的过程中,能够解决某些方面的问题。


其实金属锂电池要分成很多个结构的细分部分,每一部分都存在很多的问题,我们期待通过专注在某一个方面对问题实现突破。金属锂电池的产业化是需要很多团队和力量去往前推进的,我们希望在这过程里能够贡献出自己的一份力量。


新京报:在你看来,金属锂技术如果落地产业,应用到电池里,还存在哪些因素影响它的量产?


陆盈盈:其实在2016年的时候,国家就通过重点专项对400瓦时和500瓦时每千克的基础研究项目进行推进,这些项目在技术研究方面主要还是依赖金属锂这种电极。


但金属锂存在的问题非常多,包括它不稳定的电沉积,还有循环过程会发生体积膨胀。如果采用锂硫电池这种硫的正极材料的话,它还会析出与负极发生化学反应,发生穿梭效应,这会导致电池的容量衰退。


此外,锂是非常活泼的一种金属,它会与很多电池的成分发生化学反应,一方面造成安全隐患,另外一方面我们有效的电极物质就会被消耗掉,这会导致电池容量的衰退。由于这些问题都需要在一种电池里面同时解决,因此这是难上加难的一个问题。目前产业化尚有瓶颈,但是很多团队在往前推进,我相信有一天金属锂技术还是会真正地应用到电池里。


新京报:这对于电动车、智能硬件等行业将产生多大的影响?


陆盈盈:如果金属锂电极能够被用到锂硫电池,比如说能够做到500瓦时每公斤的锂硫电池,蓄时里程将会大幅度增加,这是有机会突破的。


新京报:近年造车新势力和传统车企纷纷推出各类电动车,推动了对锂电池的需求,也对续航能力提出更高的要求。目前锂电池的发展是否已经接近天花板?


陆盈盈:目前我们去提高锂电池续航里程主要是两方面,一方面是增加电池组,像特斯拉model S就是通过增加大量的18650或者21700的圆柱形电池,通过排布和BMS进行管控,让车辆的续航里程达到理想的水平。这是通过增加电池的质量和体积来增加续航里程。


另外还有一种方法是从材料级别去增加单个电池的能量密度,比如说金属锂硫电池,电池单体可以通过材料级别就可以来增加它的能量密度。这样的话,我们就可以在不增加电池体积或者质量的情况下来增加续航里程,这是我们希望能够看到的。


新京报:最近特斯拉发生多起自燃事件,外界开始关心电动车的安全问题,电动车是否比传统燃油车更容易自燃?锂电池的安全性该如何得到保障?


陆盈盈:其实锂电池的安全隐患,包括自燃、短路等问题,导致这些问题发生的因素有很多,例如在电池叠片的过程中,可能我们采用了比较薄的一些隔膜,或者新型的电池叠片的方式,有可能导致电池内部电极与电极之间的接触,从而发生短路。


另外在低温或者快充环境下,锂离子电池容易发生电沉积现象,沉积后会导致电池内部的短路。由于电池组存在一定的电阻,还会导致电解液过热,过热后就有可能会自燃。


自燃产生的原因是多种多样的,但是业内一直在通过材料级别去稳定电池的情况。此外,我们还可以采用固态电解质或者准固态电解质,大大增加电池的安全性。




 4 

女性需要有独立思考



2015年,陆盈盈通过了第十一批国家青年“千人计划”,回到浙江大学成为了母校的一名特聘研究员。但是,因为高颜值、超牛简历走红后陆盈盈也受到了一些质疑。


新京报:四年前你入选国家“青年千人计划”时曾引起过很大的争议,你如何看待那场争议?它是否对你产生了一些影响?


陆盈盈:其实当时我在斯坦福,没有太关注到这些争议,我不太去看这些东西。我认为能把事情做好,然后继续安心做我的科研,这是我比较在意的事情。


新京报:你是否介意,外界对你的关注更多地放在你的颜值而不是科研成果上?


陆盈盈:是这样吗?我自己还没有去看过。当然我希望大家更多关注到我在学术上面的进展,也希望大家能够看到我们课题组在金属锂电池产业化过程里做的一些事情。


新京报:在知乎上,有一个提问是“如何评价浙江大学特聘研究员陆盈盈”,在最高赞的答案里,网友评论说中国的年轻科研工作者已经远远超越了中国的世俗想象,他们早已不是世人脑海中的“老教授+布衣布鞋”。科研工作者之所以存在这些刻板印象,是否因为跟公众的沟通不足?


陆盈盈:可能未必吧,其实就连我最亲近的家人也都是这样认为,教授就是戴着很厚的眼镜。现在,国家大力引入在国外留学的优秀年轻的科研工作者回来,自从国家打开这个通道以后,有更多年轻的科研工作者回流,这样确实会不断改变公众对科研工作者的印象。


新京报:曾经有段子调侃,说女博士是男人和女人外的第三种人。在你看来,类似这种对女性科研工作者的刻板印象该如何化解?


陆盈盈:其实从每年面试的情况看,来我们学院读博士的同学大多数是女性,这种刻板印象慢慢在改变。现在不会像以前那样,读博士就让人觉得很瘆得慌,我希望能有更多的女性去读博士,首先这并没有那么可怕,其次是读博士对一个人在独立思考上的训练很有帮助,能够帮助自己做出一个适合自己的决定。


博士跟硕士很不同的一点是,博士需要经过大概5年甚至更长的时间去完成一个项目。这样的过程就像人生的一种模拟,每天都经历小剂量的压力,读博士不像是读一门课程,学习半年就去考试,考完也许就完全抛之脑后。这种人生的模拟是很有必要的。


新京报:有一个匿名知乎用户说,曾经在研究生面试的时候被你“拷问”过。你带学生会向他们发脾气吗?


陆盈盈:我是当时的面试老师,其实在必须要显示出专业来面对大家的时候,都会表现得不好相处,就好比法庭上的律师要驳倒对方,但私下可能是非常好的关系。我跟学生就是,虽然有一些代沟,但我从来不会去规定他们的上下班时间,我更希望科研工作是大家发自内心去做,另外,做实验的时间本身是比较难控制的,有时候需要半夜来做,有时候又是整个白天都没什么事。


新京报:之前有媒体形容你是一个佛系科学家,你觉得你佛系吗?


陆盈盈:还算是比较佛系的吧,我的学生也是比较佛系的。比如在科研方面,可能每天在实验室16个小时也不一定能够做出来,可能不用很长时间,一个非常brainstorm的想法就能够让这个事情做出来。


我并不是很建议学生花很长时间去做实验,必要的时间是要的,科研工作者需要不断去试错,但是思考和查文献也同样关键,我们的思考是让这种试错的概率降低,动手和思考都是同样重要。


新京报:在外界看来,你是新时代的新女性,学术、家庭等也是你会面临的问题之一,你有这方面的困扰吗?对如今的职场女性有何建议?


陆盈盈:我支持女性回归家庭,也支持她们做职场女性,但前提是一定要自己去想,不要受外界过多的影响。如果女性进行了独立思考,觉得这条路适合自己,那么就是好事。


希望可以做到家庭和职场平衡,但总体来说还是比较困难,女性总会面临一些权衡,这个在于自己如何去平衡二者,如果平衡得足够好的话,我觉得还是可以兼顾的。




 5 

关注身体健康问题



新京报:过去一年,你最大的改变是什么?


陆盈盈:最大的改变是我更关注健康问题。我去年得了一场病,让我觉得科研工作者一定要有健康的身体,才能持续推进自己的工作。首先保证自己要有健康的身体,我建议大家经常去运动和健身。


新京报:未来,你对自己所处的行业有什么期待?


陆盈盈:金属锂电池还在实验室阶段慢慢走向产业化的过程中,后面的路还很长,比如增加规模,铺展到整个电池产业链,让全周期的成本不断下降,才有机会跟锂离子电池一样有商用价值,相信最终我们会看到这一天。


新京报:未来你对国家跟社会有什么期待吗?


陆盈盈:希望更多的年轻科研工作者回祖国工作。我们国家的青年科研工作者并不输给国外,越来越多的年轻人愿意回到国内从事科研工作,也觉得他们真的是怀揣着对祖国的一颗赤子之心回来。

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