科创新城 再领春潮|王欣:在这里做科研是非常美妙的过程

南方+ 记者

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人物简介

王欣,松山湖材料实验室特聘研究员,环境与能源高分子材料团队负责人。本科和研究生毕业于西北工业大学高分子材料专业,后受国家公派资助赴北美留学,获蒙特利尔大学博士学位(化学)。曾任全国学联第二十五届委员,并作为优秀留学生受到国家领导人接见,2015年回国。先后任美国EnvisionTEC公司高级研究员、西南石油大学副教授、南方科技大学研究助理教授。主要研究领域为绿色聚合方法与环境功能高分子、能源高分子设计及其在二次电池中的应用、高性能纤维等。主持参与国家重点研发计划、广东省重点领域研发计划等6项,在Advanced Materials,Macromolecules,Chemical Engineering Journal,Journal of Materials Chemistry A等期刊发表论文40余篇,申请发明专利7项,曾主讲“高分子物理、聚合反应工程”等本科和研究生课程。

近期,松山湖材料实验室环境与能源高分子材料团队利用化学“焊接”的概念,完美解决了不相容的固体电解质/电极界面问题,相关论文成果发表在国际著名期刊《Advanced Materials》上。

王欣是该团队的负责人,也是一名“80后”海归博士。来到实验室仅一年多,已带领团队在多个研究领域上取得了新的突破。他认为,实验室不仅大力支持创新的想法,还在体制机制上给予科研人员很大的自由度,推动科研成果落地转化。“这是一个非常美妙的过程,这是每一个科研人梦寐以求的模式,我很喜欢这里。”

聚焦环境与能源问题

推动前沿科学研究

在加拿大学习、工作了几年后,2015年王欣选择回国,并先于西南石油大学、南方科技大学任教,直到2021年6月正式加入松山湖材料实验室,组建了现在的团队。

松山湖材料实验室。

松山湖材料实验室。

实验室自2018年揭牌成立,共划分了前沿科学研究、公共技术平台和大科学装置、创新样板工厂、粤港澳交叉科学中心四大板块。环境与能源高分子材料团队是前沿科学研究板块中的课题组之一,也是松山湖材料实验室布局的十大材料方向之一。王欣认为,环境直接关系人类是否能够生存,能源则关系人类的生存质量。希望能通过科研创新手段,用绿色高效的功能高分子材料来进一步改善社会环境与能源现状,推动实现国家“碳达峰”“碳中和”的战略目标。

“当前的环境,要把‘治’和‘用’结合起来,既要做好环境治理,也要实现资源化利用,变废为宝。”王欣谈到,目前课题组在废弃硫处理与功能化、二氧化碳固定与聚合等研究方面,已取得阶段性成果,接下来将继续摸索优化反应条件。

此外,课题组重点聚焦的清洁能源利用领域,也于近期迎来突破。他们利用化学“焊接”的概念,完美解决了不相容的固体电解质/电极界面问题,相关论文成果以“Chemical Welding of Electrode-Electrolyte Interface by Zn Metal-Initiated in-situ Gelation for Ultralong-Life Zn-Ion Batteries”为题,在国际著名期刊《Advanced Materials》上成功发表。

实验室环境与能源高分子材料团队。

实验室环境与能源高分子材料团队。

据介绍,以高分子材料为电解质的固态/准固态电池是极具环境安全优势和商业潜力的下一代储能器件。然而,不相容的固体界面、固/固界面较大的阻抗、电解质中部分自由水引起的副反应和枝晶生长造成了这些储能器件极短的循环寿命和极低的放电深度,极大限制了这些器件的商业化进展。

王欣谈到,课题组巧妙利用金属电极的天然还原性,结合高分子的氧化还原聚合方法,以完全浸润电极的液态单体为原料,原位构筑了固态的高分子凝胶电解质,并助力锌离子储能器件实现了超长的循环稳定性。这种原位聚合策略在电极和电解质界面实现化学键合,不仅解决了界面差的问题,还促使锌沿(002)晶面择优沉积,从而使得原位形成的对称电池寿命高达5100小时,在锌的利用率高达87%时依旧能稳定运行240小时。

“未来,我们将继续聚焦‘四个面向’,从面向世界科技前沿,进一步走向面向国家重大需求和面向经济主战场,利用东莞的产业优势,将科研成果进行落地转化。”王欣说。

依托平台优势

享受“美妙”的科研过程

王欣在实验室开展科研工作。

王欣在实验室开展科研工作。

谈起当初选择离开高校,来到实验室从事科研工作的缘由,王欣坦言,一次偶然的“到访”,让他发现松山湖不仅气候温暖、环境优美,而且实验室还提供了极具竞争力的薪酬待遇,同时更能为科研人员提供一个很好的发展平台。

“我去过很多地方,松山湖是独一无二的。这里‘科技共山水一色’的发展理念深深吸引了我,我相信这里一定会产出非常好的创新成果。”王欣表示,当地政府服务很贴心、创新氛围也十分浓厚。

在这里工作一年多,最令王欣惊喜的是实验室在体制机制上,能进一步释放科研人员的科创活力。其中,对于当前推行的PI(Principal Investigator)制,王欣认为,PI是研究方向或课题的领导者和主要执行者,这体现了实验室对PI水平的充分信任。“以前我们有想法,没有机会和条件实现。现在实验室提供了平台和资源,支持科研人员去做更多的、大胆的尝试。”

王欣在实验室开展科研工作。

王欣在实验室开展科研工作。

同时,王欣也认为,PI这个词的精髓更多意味着“责任”。在团队里,他不仅要把握团队的发展方向,还需要指导学生,负责经费申请等相关事务。在这期间,他也发现,实验室在项目科研经费使用上,赋予科研人员更大的“话语权”,可以根据实际需求进行经费使用的调整,让他能够更灵活地推动各项工作,带领团队向前发展。

此外,当前实验室以出“产品”为一大定位,坚持“基础研究”与“产业转化”两条腿走路,逐步探索形成“前沿基础研究—应用基础研究—产业技术研究—产业转化”的全链条创新模式。这些创新之举,也让王欣对未来有了更多的期待:“在这里我们不仅可以发文章,还有更多机会将科研成果落地转化,这是一个非常美妙的过程,这是每一个科研人梦寐以求的模式,我很享受在这里工作。”

目前,虽然环境与能源高分子材料团队的相关研究仍旧处于实验阶段,但实验室的资源优势有助于加快他们的研究进程,包括既能加强与各团队之间的交流与合作,也能充分利用公共技术平台的设备资源。“目前我们团队主要采用化学手段开展材料制备研究,但也经常需要采用物理表征手段,而实验室恰好有很完善的材料制备与表征平台。”

松山湖材料实验室搭建了公共技术平台。

松山湖材料实验室搭建了公共技术平台。

截至目前,实验室的公共技术平台已汇聚140余台套共享仪器设备,大湾区显微科学与技术研究中心也已正式对外开放。此外,实验室目前共引进创新样板工厂项目团队27个,注册成立40家产业化公司;组建前沿科学研究课题组达23个;作为大科学装置的先进阿秒激光设施已完成场地详细勘察,计划2023年内动工。

从生活中汲取灵感

期待城市与人才共生共荣

王欣是一位热爱生活的人,他认为,科研跟生活紧密结合,才会更有动力,甚至激发更多灵感。

在他的办公室里,除了工作所涉及的文件、书籍等,还摆放着学生送的花束、家人的照片以及孩子的手工艺品。闲暇时间里,他喜欢约上同事一起打球,或沿着湖边骑行等,还热衷于看展览、看演出、看电影……“就像苹果砸中了牛顿一样,很多重大创新成果都是从生活中找到灵感的。所以,科研人员也要常去体验生活。”王欣表示。

实验室内设置的文化墙。

实验室内设置的文化墙。

基于此,对于松山湖科学城要如何建设一座理想的科学家园,王欣也提出了自身见解。“我心目中的未来科学城,应是一座凸显创新活力、健康时尚的‘科学新城’。”他谈到,建设一座对青年更友好、让青年更有为的城市,打造理想的科学家园,需要同时能为工作、生活和玩乐服务。

在此之前,王欣不仅在加拿大蒙特利尔学习、工作、生活了多年,还曾到访过许多北美地区其他城市的高校、研究机构和大公司,其中令他印象最深刻的,是这些地方以人为本的社区配套理念和设施。“他们将咖啡厅、特色美食、健身房、便利店等生活元素搬到工作场所中,二者有机结合,让人可以更好地感觉到工作的温度,使工作成为生活或者是更大外延的生命的一部分,能更好地激发科研人员的创造力。”

通湖礼廊。

通湖礼廊。

当前,随着粤港澳大湾区综合性国家科学中心先行启动区(松山湖科学城)建设步伐加快迈进,高品质城市配套不断完善。2022年下半年以来,松月文化广场奠基、东莞松山湖万象汇开业、通湖礼廊二期景观提升工程示范段对外开放、松山湖科学公园开工建设、艺术文化街区启动建设……

其中,东莞松山湖万象汇刚开业之际,王欣还特地带着家人前去体验,感觉人气很旺。对于未来,他还提出,希望松山湖在现有基础上,聚焦完善医疗配套、文化基础设施等方面继续发力,为创新创业者提供更加便利的生活条件。

“未来,希望松山湖科学城高质量完善社区配套,打造更具松山湖特色、更加符合大湾区战略定位、满足创新驱动发展的人文环境。”他表示。

【策划】黄少宏

【记者】张珊珊 陈启亮

【图片】黄政正

【设计】孙沛川

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编辑 冯文美
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