人物访谈:余桂华教授(美国德克萨斯大学奥斯汀分校)

yu余桂华,美国德克萨斯大学奥斯汀分校材料科学与工程系,机械工程系助理教授 (http://yugroup.me.utexas.edu/)。2003年毕业于中国科技大学化学系,取得学士学位并获本科生最高奖“郭沫若奖学金”,2009年于哈佛大学获得博士学位,师从美国科学院院士和世界纳米领域著名科学家Charles Lieber教授。2009年于斯坦福大学师从鲍哲南教授和崔屹教授从事博士后研究员工作。2012年加入德克萨斯大学奥斯汀分校,目前已在ScienceNature,Nature Nanotechnology, Nature Communications, PNAS, Chemical Society Reviews, Nano Letters, Angew. Chem. Int. Ed.Energy Environ. Sci.等国际著名刊物上发表论文60余篇, 论文引用逾8000次,其中多篇论文被期刊选为非常重要论文或热点论文。其发表工作曾被多个国际媒体亮点报道,其中包括Nature News, Science News, ABC News, Fox News, Forbes, Discover, Science Daily, R&D Magazine, MIT Technology Review, Popular Science等等。现任 Chem (Cell Press)Scientific Reports (Nature Publishing Group), Energy Storage Materials (Elsevier), Science China Materials (Science China Press)等6个国际期刊的编委。曾获多项国际学术奖励,其中包括近期的Alfred P. Sloan Research Fellow, Chem. Soc. Rev. Emerging Investigator Lectureship, MIT Technology Review ‘35 Top Innovators Under 35’, Emerging Young Investigator by Royal Society of Chemistry (J. Mater. Chem. ) and American Chemical Society (Chemistry of Materials), Ralph E. Powe Junior Faculty Award, IUPAC Prize for Young Chemists等。

 

1.请您简单介绍一下您课题组的科研工作和发展情况?

我们实验室主要致力于以下两个方向的研究:纳米结构有机材料特别是功能凝胶材料,二维能源材料。纳米结构功能凝胶材料结合了传统高分子和纳米材料的特性,应用前景广泛。目前我们实验室通过化学调控的方法来实现导电性能,电化学活性,环境刺激响应行为以及机械强度等多种功能在凝胶材料中的有机结合;同时利用先进表征技术,建模和理论计算开展基础研究,以揭示我们凝胶材料中的电子以及离子传导机理等基本原理,并最终实现其在众多领域应用。纳米结构凝胶材料可广泛应用于下一代能源存储器件,便携生物传感器,具有感应刺激能力和自愈能力的多功能电子器件。二维材料具有与其相应块材完全不用的独特性能,为很多的理论研究和技术应用都提供了很好的机遇。目前该方向,我们集中于对于新二维材料的合理设计的合成及组装上,并且对他们的物理化学性能特别感兴趣,比如物质在二维材料中的传输和存储特性及其前景广泛的应用。近两年我们实验室也开展了从化学和材料的角度来合理设计新一代液流电池,包括通过分子工程对活性物质的物理、化学性能进行调控,结合分子水平的电化学反应机理和反应动力学研究,辅以高性能理论计算模拟。基于该研究方法,我们发展了一系列基于组合电解液的锂基液流电池,仿生-液流电池,为下一代储能材料提供了新的思路。

 

2. 您从事科研工作最大的动力来源是什么?

罗素先生的自传里写过,对知识的渴求是支配其一生的三种激情之一。就我个人而言,从事科研工作的最大动力来源是对科学浓厚的兴趣及对于科学问题的探索精神和热情。对于一个科研问题,如何解决其中的科学问题,通过自身及团队的不懈努力得到更深更好的科学理解,这是我对于科研的最大爱好。

 

3. 您在选择研究生时更看重哪方面素质?对组内研究毕业生有怎样的要求?

在这些年招收博士研究生的过程中,我最看重的学生能力有以下几点:创新精神,对科学问题的钻研精神,对科研中遇到问题的解决能力,与同事的合作精神与科学交流能力。

对于组内的研究毕业生,我希望的是学生在短暂却又非常重要的四五年博士学习科研生涯中学到对于科研学术的严谨态度,学到遇事处理问题的知识,学到与人如何交往协作的知识,学到以后认识人生问题的知识。

 

4. 您认为在科研道路上取得成功最重要的品格是什么?

除了上述提到的一些重要特质,我觉得科研道路上还需要能静下心。首先,要有一颗平常心对待所有事情,静下心来想事情,静下心来处理实验中遇到的问题,静下心来解决问题;其次还要对学生的理解和包容,对学生的指导是我科研道路上的一个重要职责,但是要以理解和包容态度教育指导学生。再者,另外一个重要品格是要笑对实验中的“失败”数据,失败乃成功之母,所有的失败就是以后成功的基础,只有在失败中学到解决问题的能力,才能找寻到打开成功的钥匙!

我很幸运从博士期间就进入了世界上最顶尖的实验室,跟着Lieber我接触到了最前沿的科技,学会了如何在科研的道路上勇于探索,求新求实。来到UT Austin之后,我又很幸运地有机会跟世界能源领域的泰斗Goodenough教授合作,学会了对待科研乐观的态度,并像Goodenough所说的那样,做科研要“witness to grace”(发现科研之美)。

 

5. 您对所在的研究应用有哪些展望?

一方面,我希望我课题组可以继续在多功能凝胶的研究上取得实质性的科学进展,当然也包括继续开发多功能凝胶的实际应用。我希望我们实验室研究出的有机多功能凝胶可以在未来能源器件中有大的突破,同时我也希望我们的多功能凝胶可以为自愈性能源器件以及其他智能电子器件的设计和组装提供材料基础和平台。另一方面,我们也希望通过对二维材料的新颖的合成方法及可控组装,利用二维材料在结构上的各向异性,实现二维材料在未来高能能源存储和转换器件中的独特应用。再者,我们希望通过合成及开发新的生物相关的有机物,同时通过跟有机化学背景的课题组合作设计功能性导向的活性有机分子,把“原子经济性”的原则扩展到能源领域,开发可持续性的绿色储能体系,实现电能在大规模及超大规模上的存储。

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