WILEY人物访谈——江西师范大学陈义旺教授

陈义旺,教授,博导,国家杰出青年科学基金获得者(2014),国家“万人计划”科技创新领军人才(2016),国家百千万人才 (2017),国家中青年科技创新领军人才(2014),教育部新世纪优秀人才(2006),德国洪堡奖学金获得者(1999)。1999年北京大学获博士学位。1999-2003年德国美茵兹大学和马尔堡大学博士后,2003-2004年新加坡国立大学Research Fellow。现任江西师范大学副校长,南昌大学高分子及能源化学研究院院长,中国化学会理事,中国化学会高分子学科委员会委员。主持和完成国家自然科学基金重点/杰青/国际合作/面上项目等研究。在J. Am. Chem. Soc.;Angew. Chem. Int. Ed.; Joule; Adv. Mater.; Adv. Energy Mater.; Adv. Funct. Mater.等期刊上发表研究论文400多篇,获授权发明专利20项,撰写专著2部,教材2部,获江西省自然科学二等奖3项和江西省技术发明三等奖1项。主要从事高耐磨有机硅弹性体、柔性太阳电池设计与印刷加工及超级电容器等可穿戴高分子能源体系纳米复合方面研究。

Introduction

MVC:能否请您先简单介绍一下您课题组的科研工作?

CYW:课题组科研工作包括基于柔性弹性体有机太阳能电池设计和复合能源材料研究。主要聚焦于柔性有机太阳能电池和钙钛矿太阳能电池,超级电容器以及锌空电池。以上方面我们取得了一系列成果:实现了大面积印刷碳基透明电极,其性能为13Ω方阻和大于80%可见光透过率;在有机太阳能电池方面,实现了从旋涂到大面积印刷,并从界面层和活性层角度提高了器件耐弯折性;在钙钛矿太阳能电池方面,我们通过含氟和高阻隔有机材料对晶界缺陷的填充,解决了其湿热稳定性和耐弯折问题,并以碳基透明电极为基础,实现了大面积柔性太阳能电池模组印刷,25cm2面积下效率突破12%;在超级电容器方面,我们研发了水系宽电压高能量密度超级电容器,电压窗口为2.4V,能量密度达30Wh/Kg,该技术可实现大面积涂布制备,可适用于叠片、模组以及微型柔性电容器。此外,我们还研究了高效双功能氧催化剂应用于柔性锌空电池。以及开发有机硅弹性体耐磨材料,应用于全有机硅皮革替代传统皮革,并实现半硅革产业化。

MVC:当您还在上学的时候,您想未来从事什么职业?是什么把您吸引到科学领域的呢?

CYW:在上大学时候我对从事科研还是一无所知,对自己的未来也没有明晰的规划。但是有一点就是我对学习从来没有放松,努力加强各方面能力的培养,有意无意参加各种兴趣小组和团体活动。在我读硕士研究生之后,开始对科研有所了解,并觉得这是自己未来想从事的事情。个人希望从基础研究和应用开发的角度结合,把研究做深做透,创造经济和社会价值。

MVC: 如果您没有走科研这条路,您现在会干什么?如果重新选择,您还会继续做学术研究吗?

CYW:如果没走上学术道路,我可能会在企业做一名研发者或者当一名人民教师。如果重新选择,我当时还是会继续深造,毕竟感觉到自己在社会上存在知识的差距,还是会从事现在的研究职业。

Main  fields of interest

MVC:是什么促使您选择新型太阳能电池设计与印刷工艺为您的研究课题?

CYW:我从事有机太阳能电池,也是兴趣逐渐发展的结果。我求学期间研究比较复杂,硕士期间主要研究高性能高分子材料的合成,博士期间研究高分子非线性光学材料。到了德国洪堡和新加坡,开始转向研究生物应用液晶高分子和表面改性研究。虽然研究路线比较杂,但是我博士和博士后期间一直对光电材料很感兴趣,自己也在学习一些文献。我回国前也做了很充分的准备工作,希望做一些挑战性工作,所以开展新型太阳能电池研究。

MVC:您的研究组在印刷新型太阳能电池领域将来有什么研究兴趣?您有什么个人展望?

CYW:目标是实现大规模全印刷工艺制备太阳能电池。这里面还存在很多挑战和问题需要解决。我更多希望把基础研究和应用结合在一起,希望在有机太阳能电池和超级电容器上做出一些能够真正实现应用的成果,并且结合在一起实现可穿戴等新型储能领域的应用。

MVC:您如何看待印刷新型太阳能电池的研究现状和前景?

CYW:我希望大家能更多关注应用化,解决印刷过程中存在的科学问题和技术问题。让二者相互结合从而实现研究新的层次,产生社会和经济价值,让基础研究得到应用。我希望更多人来关注大面积化过程中存在的科学和技术问题。做材料的学者,应该做到料要成材,材要成器,器要能用,形成技术集成,达到最终目的。对于有机太阳能电池,希望其未来在柔性穿戴领域能够有一些应用,对于钙钛矿电池在大功率发电和穿戴领域,特别是半透明发电玻璃有所突破。超级电容器做的人很多,应更多聚焦应用化科学和技术问题。

MVC:对于您发表的工作,哪些是令您最骄傲的?

CYW:我们通过含氟和高分子阻隔材料修饰,解决了钙钛矿缺陷调控的问题,从而大幅度提高稳定性和耐弯折性,有望能够真正实现应用,并且我们还通过印刷工艺一定程度上解决器件大规模化科学和技术问题。

Work life balance

MVC:什么时刻您最享受工作中的乐趣?在科研经历中是否有些趣事可以和我们分享?

CYW:工作中最大的乐趣是自己规划的课题和代表性工作,得到发表的时候特别开心。研究有应用价值的工作和实际产品是比较高兴的。我个人比较喜欢思考,愿意跟学生一起探讨研究,分析目前科学的前沿问题,能够真正聚焦于创新有意义的工作。我不喜欢完全跟别人的走,能够有自己的研究特色,能够对社会有价值,解决当前科学问题的。关于科研中趣事,我们的一些想法最终能够发表,或者别人将这些想法发表。有时虽然会感到遗憾,但是更觉得自己思考的方向是对的。从多年来看,感觉自己对课题分析有一定的正确,一部分被自己的学生实现,一部分别人发表,内心还是很欣慰。而且这几年一直沿着这条路走,感到很欣慰,科研只要坚持才能有乐趣。平时工作很枯燥,坚持过后成功的更喜悦。平时每天得到快乐,不如这种喜悦来得更开心。

MVC:科研工作之余,您有什么爱好?

CYW:喜欢打打篮球,锻炼身体。特别是跟自己实验室的学生一起打篮球,工作和生活结合一起才能不枯燥,才能更好的工作。

MVC:您最喜欢的书是什么?

CYW:我最喜欢的书是《自然科学发展简史》,我也推荐学生去读读,能够了解科学发展的规律,激发科研兴趣。

MVC:您认为科研人员最重要的品质是什么?您对有志从事科学研究的青年学生有什么建议?

CYW:对于科研人员,求真务实和脚踏实地是最重要的品质。不能急功近利、盲目,并且要尊重创新。特别是青年学者要聚焦真正的关键科学问题,能够看到科学问题的本质,目标要长远一些。要做到科学与技术相结合,注重集成创新。对于青年学生的建议,还要有团队协作精神。对于成果集成创新,一定要有团队精神,从不同的科学和技术角度来解决问题。

MVC:您能否用简单的几个英文单词形容下拥有快乐的实验室生活的关键?

CYW: Focus and purity are the sources of happiness in scientific research.