日前，《麻省理工科技評論》發布了2022年度“35歲以下科技創新35人”，復旦大學高分子科學系青年研究員高悅入選。
該項評選每年從世界范圍內的新興科技和創新應用中對35歲以下、且對未來科技發展產生深遠影響的創新領軍人物進行遴選，最終形成一份全球創新青年英雄榜——“35歲以下科技創新35人”（Innovators Under 35，簡稱 TR35），榜單入選者橫跨計算機、生物和生命科學、化學、物理、材料、半導體、量子計算等各大領域。
(資料圖片)
高悅入選理由：他提出了基于有機材料的電池界面設計方法，以及有機界面調控策略，為解決下一代儲能電池不良的循環穩定性和安全性提供了獨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揮著重要作用。隨著智能電子設備的更新迭代，人們對電池容量、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關注。
高能量密度鋰電池能否穩定循環，以及性能提升，固態電解質界面膜（SEI）是一大關鍵。然而成分以無機鹽為主的固態電解質界面膜，不僅穩定性較差，還無法抑制界面處的副反應，極易導致電池容量的迅速衰減。
研究下一代高能量密度電池，必須破解設計穩定的固態電解質界面膜的難題。過往的研究者大多仍使用傳統的無機材料，高悅課題組卻瞄準了有機材料致密度高、機械性能好等優勢，創新性地將有機材料引入電池的固態電解質界面膜設計之中。
“鋰金屬脾氣不太好，總是與電解液發生副反應，消耗彼此的‘耐心’。那么就在兩者之間用高分子膜隔開調和，溫順和善，壓一壓他們的火爆脾氣。”高悅用生動形象的比喻道出了背后的原理：運用電化學活性高分子，改變界面處的分子相互作用，從而實現對固態電解質界面膜的結構和界面穩定性的調控。
圍繞新型電池體系和技術的設計，高悅課題組還將開發更多有機和高分子材料，探索有機分子結構和性能的關系，開發新技術和新器件，例如將電池的能量密度提升2-3倍，將電池充電時間從數小時降低至幾分鐘，以及為電動飛機、機器人和特種應用設計特殊電池體系，解決其技術發展受制于電池的現狀。
用有機材料來做電池，以及用有機材料來解決能源相關的問題，高悅樂于做這樣一些跨界的創新性科研工作。“一個學科發展到一定程度之后，很難用傳統方法解決一些難題，而多學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構千變萬化，你可以設計很多不同的構型、構象去打造它的性質，從而得到令人驚喜的收獲。”
帶一群年輕人做科研
本科期間做天然產物小分子合成，科研助理的時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打印和機器人……高悅回顧起不同階段的科研興趣，涉獵了廣泛的學科領域，也為他后續的交叉學科研究做好了鋪墊。
高悅于 2018 年在美國賓夕法尼亞州立大學獲得化學博士學位，隨后作為Vagelos學者在美國賓夕法尼亞州立大學開展研究。2020年底，他加入復旦大學，擔任高分子科學系青年研究員和博士生導師。
選擇復旦，加入高分子科學系，高悅最看重的是復旦先進的科研理念與科研土壤。“來復旦兩年多，感受最深的就是學校和院系對科研人才全方位的支持，給予充足的發展空間，支持引導青年研究人員進行原創性工作的探索，激發自主創新的不竭動力。”在高分子科學系這片沃土，他得以充分發揮多學科交叉研究的優勢，汲取化學、材料、機械、工程等各領域的養料，不斷取得科研碩果。
高悅（后排右四）在“35歲以下科技創新35人”中國發布儀式
32歲，風華正當時。雖然曾獲得國內國際的各種榮譽，入選2022年度“35歲以下科技創新35人”，是高悅第一次以復旦人的身份獲得極大的認可。“這既是對我過往研究工作的回望與總結，讓更多人看到一位復旦青年研究員擁有怎樣的創新理念與實踐，也為我們課題組增添了很多動力。”
高悅帶領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。“我的團隊是多元化的，他們擁有不同的學科背景，像是有機化學、電化學、材料、生物、機械工程等，思維活躍，容易在研究過程中迸發火花。”
高悅（左一）與學生在實驗室
在指導學生科研的過程中，高悅希望他們以興趣為驅動力，同時觀察他們各自的閃光點，因材施教，因人而異。例如思維嚴謹務實的學生，高悅會引導他們創造新材料，用新材料解決目前能源器件研究中的核心問題和瓶頸；而對于天馬行空的學生，高悅則注重激發他們的創新活力，“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，目標卻一定要明確。”高悅目光堅定，“我一直跟學生們說，做新材料、新器件，出發點還是服務我們國家最重要的能源問題。以服務國家重大科學戰略為導向，懷揣勇闖無人區的勇氣。”
未來，高悅將帶領領課題組發展基于有機功能材料的變革性技術，解決儲能和智能機器人領域的核心問題和痛點挑戰，并在研究材料構效關系的同時積極推進技術向實用的轉化。
高悅課題組未來的研究方向
下學期開始，他還將從實驗室走進課堂，主講高分子科學系在復旦首次開出的本科生專業培養課程《材料科學導論》，期待從學科交叉角度為一門傳統課程增添新活力。
標簽：
