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二十大代表孙世刚院士生逢其时当奋斗

2022-12-31吴在平

学会 2022年11期
关键词:厦门大学电化学

本刊特约记者 吴在平

作为福建省出席党的二十大的两位高校代表之一,中国科学院院士、厦门大学教授孙世刚直言倍感光荣,更觉使命重大。

“听完党的二十大报告,非常振奋!我们党确立了科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略,这是我们党的重大战略决策,必将对国家的未来发展产生深远而重大的影响。”他说,党的二十大报告对我国过去10年所取得的伟大成就做了系统性全面总结,一些重大的成绩在报告中都列举了出来。

在讨论中,代表们谈到成就时,话题往往不约而同地集中在新能源技术上。孙世刚对此更有感触,因为他和他的团队一直参与新能源技术的研发与利用。孙世刚预计,到2060年实现碳中和的时候,我国风能、太阳能的发电会占到50%,“从事新能源领域的研究是大有可为的。”

孙世刚,2015年当选中国科学院院士,现为厦门大学化学化工学院教授,长期从事电化学、表界面科学和能源电化学研究,在科研、教学等多个领域获得一系列成果和荣誉。

那么,院士是怎样“炼成”的?他和他的团队研究的又是什么?带着这些问题,在孙世刚的实验室,我们进行了深入的访谈。

在一片未知中踏上人生新旅程

上世纪60年代,不到16岁的孙世刚“上山下乡”到了农村。年纪小、个头也小的他,总被安排和妇女们一起干活。后来,生产队长让他每天早上举个扩音筒给大家读报纸,宣传时事政治。就是这份工作,让孙世刚学到了不少新字词,积累了一些语文知识。

后来,孙世刚参加职业中学考试。因数理化基础差,他选择只考语文的农业中等专业学校。还算幸运,他被一所省重点农业中专录取,分配到农业机械化专业学习。这个专业的课程很扎实,包括语文、数学、物理、工程力学、机械制图、农业机械维护管理等。入学后,孙世刚学得很认真,基础打得很扎实。

毕业后,孙世刚被分配到当地的一个农机站上班。有一次,他和老师傅一起修好了一台电动机,这事让他出了名,大家有什么要修的都来找他。这一次,他从中感受、领悟到了知识的魅力与力量。“我就学了这么一点东西,就能解决现实中的问题。”他突然比较清晰地明白了学习的意义,学习更多知识的愿望变得迫切了。于是,找来数学和物理方面的教科书,把大学的代数、微积分和电磁学等自学了一遍,准备参加高考。

1977年冬天,孙世刚在老家四川万县参加高考。几个月后,他收到了厦门大学的信函,其中除了电化学专业录取通知书,还有一纸说明信。“本来您没有报我们学校,也许接到通知书又高兴又奇怪。”招生老师解释了把他调剂到厦大的原因,并表达了热情欢迎和问候。

厦门在哪里?孙世刚当时没有一点概念。“就这样,我在一片未知中踏上了人生的新旅程。那时我并不知道,厦门大学将是我未来数十年扎根的地方。”

入学厦大,孙世刚发现,当年的同学无论在年龄、背景还是学识基础上,差别都很大。在开学后举行的化学和英语两门功课的摸底考试中,老师会格外关注基础比较差的学生,适当开开小灶。“整个大一,我就着重学这两门课。经过一年恶补,我的英语和化学成绩都上来了。”他很快发现“化学真是有用”,从老百姓的日常生活到国家尖端科技都会用到。这极大地激发了他的学习兴趣。

在异国他乡的科学殿堂里奋发学习

1982年,孙世刚以优秀成绩从化学系本科毕业,并参加了研究生考试,报考专业的导师是电化学家、中科院院士、厦大校长田昭武。成绩出来后,田校长找到孙世刚,问他想不想出国读研。“我觉得这是一次难得的学习深造机会,就抓住了。”在上海经过3个月的法语突击培训,到法国又闭门学习了3个月,孙世刚他们便远赴巴黎,在居里大学(巴黎第六大学)电化学专业学习。

没有教材,没有讲义,纯法语授课,讲授的内容只能听懂一些,只好靠课外自学来弥补。法国教育部没有准许马上注册学籍,这是因为半个学期后要举行统一考试,考试成绩够好才能留下来继续学习。孙世刚暗下决心,决不能落下。他有一位相处较好的法国同学,每次下课,孙世刚就找他借课堂笔记去复印,晚上拿回宿舍边查字典边补习。

功夫不负有心人。孙世刚的学业成绩得到了分管教授、居里夫人的女婿米歇尔·楔姆拉(Michel Chemla)的肯定。他兴奋地说:“咱们班上这两个中国同学,法语讲得一窍不通,学习成绩倒很好!”

经过一年学习,孙世刚的法语基本过关,不仅能听懂老师讲课,还能用法语写论文、答辩。法国当时有两级博士学位——第三阶段博士和国家博士。成绩最优秀的研究生才能注册国家博士学位,也只有获得这个学位,才有到大学任教的资格。孙世刚顺利地拿到了国家博士学位,进入法国科学院做博士后研究。

在法国留学5年后,孙世刚回到了祖国,回到了厦门大学。“早日学成回国,参加国家建设还是我们这一代留学生的普遍共识。当时,飞速发展的中国也正需要人才。所以,我决定回国,回到厦门大学。母校滋养了我,现在是我回报的时候了!”

留法学习期间,田昭武院士多次到法国考察。他每次都会去看望这些厦门大学的留学生,给他们讲中国发生的变化、厦门大学的变化,鼓励大家学好本领,回国做事。他还告诉孙世刚,厦门大学将要建立固体表面物理化学国家重点实验室,而这正是孙世刚钻研的方向。孙世刚想,是时候回去了。

按规定,每个博士后流动站只能招收两人。厦门大学的博士后站已经招满两人,孙世刚不知何去何从。回到厦门大学,他向田昭武先生汇报了这个情况。学校非常重视,正式给科技部博士后管委会发了一封公函,申请多给1个名额,表示产生的所有费用将由厦大自理,不给国家增添负担。博士后管委会接到公函,研究后,同意给厦门大学增加一个博士后名额。这样,孙世刚顺利地回到厦门大学任教,同时进入物理化学博士后流动站工作。如今回想起来,孙世刚总是心怀感激。他动情地说道:“这就是厦门大学的优良传统,满满的人情味和凝聚力!”

在微观世界里探索能量转换规律

在法国学成时,国外一些研究院所和高校开出优渥条件,希望孙世刚接受聘任,但他毅然谢绝了。回到厦门大学,孙世刚马上投入固体表面物理化学国家重点实验室建设。当时,国内在原子排列结构明确的金属单晶电化学和电化学原位红外反射光谱两个国际前沿科研方面处于空白,基础条件与国外有巨大差距。孙世刚与他指导的研究生、本科生一起,硬是在困难的条件下,在这两个新领域闯出了一片新天地,为国家重点实验室的建设贡献了重要力量。

1990年,孙世刚成功建立了国内第一套电化学原位红外反射光谱系统,研究成果“光学光谱电化学”获得1992年度国家教委科技进步奖二等奖。随后又创建了电化学原位显微红外反射光谱、步进扫描时间分辨红外反射光谱等一系列居国际先进水平的原位红外反射光谱方法,把电化学原位红外反射光谱的时间分辨率提高到国际上迄今最快的10μs。由于在开发和推动光谱技术发展方面做出杰出贡献,2018年,孙世刚获“中国光谱成就奖”。

此后,孙世刚带领科研团队发展电化学控制合成方法,于2007年首次制备出高催化活性的二十四面体铂纳米晶,显著提升了催化活性,研究结果发表于《Science》,被《Science》专文评价为“纳米催化剂合成的重大突破”,被美国C&EN评为2007年度化学24项重大研究进展之一,被英国皇家化学会Chemistry World评为2007年度化学40项最前沿研究之一。他把这一研究进一步拓展到各种金属、合金催化剂以及二次电池电极材料的结构控制合成和性能提升,取得一系列原创性成果,引领高表面能纳米材料研究进入国际前沿。

被广泛用于燃料电池、石油化工、汽车尾气净化等领域的铂催化剂,因铂金属资源有限,价格昂贵,提高铂纳米材料的催化活性和稳定性,一直是企业与科研人员寻求突破的困境。2013年,孙世刚团队凭此成果获得国家自然科学奖二等奖。2015年,因在电化学领域的杰出贡献,孙世刚当选中国科学院院士。

近年来,随着中国新能源产业崛起,企业迅速成长。越来越多的企业找上门来,寻求科研支持和合作。孙世刚和他的团队主动肩负起责任,把自己的科学追求融入产业发展需求,带领团队与企业进行产学研的深度合作。

11月9日,在中国(遂宁)国际锂电产业大会暨新能源汽车及动力电池国际交流会上,孙世刚表示,我国锂电产业现有的发展面临着资源、能量、安全、使用环境等四方面重大挑战,现有的应用规模最大的锂离子电池能量密度已经接近理论极限,还出现了一些安全问题。他提出,从技术创新的角度,需要在材料、界面、传输、系统等四个层面予以解决。特别是在材料方面,寻找高比容量的新材料并研发出高安全稳定的电池新体系,是未来的探索方向。

新能源产业,是福建省重点布局的战略性新兴产业。“十四五”期间,计划打造两个以上产值超千亿元的产业集群。厦门市先着一手,大力招商,中航锂电、厦门时代、海辰新能源、厦钨新能源等新能源龙头企业均已抢滩厦门。2021年底,宁德时代投资70亿元,厦门时代锂离子电池生产基地项目(一期)开工建设。海辰新能源的储能项目也已投产。目前,厦门市正在筹建成立锂电产业联盟,以促进产学研深度结合。

孙世刚和他的科研团队有了更广阔的用武之地,目前已与宁德时代、厦钨新能源开展有效合作。孙世刚认为,我们的研发成果能够帮助企业创新,企业能力提升后产生的需求,也在帮助我们调整科研方向,二者相互促进。

“我们的科研就是要响应国家的战略决策,解决新能源领域提出的实际问题,服务于国家的战略布局。”孙世刚说。目前,我国新能源领域发展很快,但国际竞争十分激烈。“我们现有的一些体系,其实都是国外提出来的,包括锂电池的技术标准。”孙世刚认为,最近两三年,欧盟及美国、日本、英国等国家,都制定了国家层面的重大研究计划,就是希望能够一直在这个源头上保持领先地位。

怎么办?这些重大责任就落到了我们科研工作者身上。孙世刚说,贯彻党的二十大精神,坚持创新引领、创新驱动,我们就要回到科技的源头,着重解决当前的一些卡脖子技术问题。我们更要着眼未来,开展原创性、引领性的基础科学研究和工程技术攻关,确保我们能够开辟新的赛道。

11月25日,2022年“把青春华章写在祖国大地上”大思政课网络主题宣传和互动引导活动在厦门大学举行。作为嘉宾,作为党的二十大代表,孙世刚院士与其他代表一道,走进厦门大学,分享过往的求学经验,并为莘莘学子送上鼓励:“生逢盛世当不负盛世,生逢其时当奋斗其时!”

从出国留学目睹祖国与西方国家的差距,到奋发学习取得优异成绩,再到谢绝国外挽留毅然回国;从科研成果只留给国家应用到主动承担国家关键技术攻关课题,孙世刚一直在践行心中的科技报国理想。“从学习西方,到与西方竞争,我深刻体会到,爱国是科学家精神之魂,人才是成功之本。”这是孙世刚的肺腑之言。

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