WILEY人物访谈——电子科技大学肖旭教授

“(纳米)小材料,大用途!”肖旭教授团队致力于利用拓扑化学法实现新型二维过渡金属碳化物和氮化物纳米结构的制备,并探索其在储能,光学和毫米波/太赫兹波领域的潜在应用。争做有意义的科研,本期WILEY人物访谈之青年科学家访谈让我们走近肖旭教授,感受科研的魅力!

人物简介

肖旭,电子科技大学电子科学与工程学院“百人”特聘研究员,博士生导师,独立PI,“低维电子信息材料与器件团队”负责人。入选2019年Stanford-Elsevier全球全领域Top 2%科学家。肖旭博士2011年本科毕业于华中科技大学物理学院,2016年博士毕业于华中科技大学光学与电子信息学院(导师周军教授),2016-2020年加入美国Drexel大学Yury Gogotsi教授课题组任博士后研究员,开展新型二维功能材料的合成与应用研究。近年来,共计发表SCI收录论文50余篇,以第一作者/通讯作者身份在Nature Commun., Chem. Soc. Rev., Adv. Mater., JACS, ACS Nano, Angew. Chem.等国际著名学术期刊发表论文30余篇,授权中国专利4项,申请美国专利4项。截止2021年3月,Google Scholar引用6800余次,H-因子33,13篇论文入选ESI高被引论文。

邮箱:xuxiao@uestc.edu.cn

课题组主页:https://faculty.uestc.edu.cn/Xnanogroup/en/index.htm

Introduction

MVC:请您简单介绍一下课题组目前的主要研究工作。

目前课题组研究方向主要是围绕二维功能材料的设计、调控及应用展开,主要包括三个部分:1)拓扑化学合成法实现新型二维过渡金属碳化物、氮化物和硼化物的开发及性质探究;2)原子尺度调控二维功能材料的电磁特性与纳米限域空间内的流体及离子传输特性,重点关注毫米波/太赫兹波传输、成像,环境微能量收集等应用;3)基于新型二维功能材料构建柔性织物,探究柔性功能织物的多场智能响应。

Main fields of interest

MVC: 在您的众多优秀成果中,您认为哪些工作可作为自己课题组的代表作?

    在我读书和做博士后期间,我个人比较喜欢2016年发表在Nature Communications的工作“Scalable salt-templated synthesis of two-dimensional transition metal oxides”。在这个工作中我们发现多种非范德华结构过渡金属氧化物中的某些特定晶面与常用单晶盐表面晶格存在晶格匹配。因此通过前驱物和盐模板设计,可以在盐模板表面生长一系列非范德华结构二维过渡金属氧化物,证实了非范德华结构二维功能材料在性能上的独特优势。这一工作也为我们后来一系列关于拓扑化学法生长二维过渡金属氮化物、碳化物,甚至为我回国后开展的二维金属硼化物的设计打下了坚实的理论和实验基础。

回国建立课题组之后,去年发表于Advanced Optical Materials的工作 “Ti3C2Tx MXene Sponge Composite as Broadband Terahertz Absorber” 对于课题组具有重要的意义。在这个工作中我们设计一种基于MXene的大孔结构模型,在材料/入射电磁波界面处实现电磁参数匹配,对于0.1-1.6 THz的太赫兹频段获得高达99.996%的吸收率和近乎零反射。这一工作也是我首次进入这一全新的研究领域。

MVC:您是如何进入到二维过渡金属碳化物和氮化物用于太赫兹调控、成像、通信的研究领域?

    由于我本科和博士阶段一直学习的是物理和电子领域,对于电磁波一直有着浓厚的兴趣。从事二维过渡金属碳化物和氮化物的研究后,考虑到其天然具备的超高电子电导率和良好亲水性,我一直在思考其在电磁波领域的应用。2019年,6G频段的确立也进一步促使我瞄准高频电磁波(毫米波/太赫兹波)领域的研究。这也是我在回国工作的时候选择电子科技大学的一个重要原因,学校在电磁波和电子科学与技术领域具有良好的基础和优秀的平台,我相信结合我所研究的材料体系,在高频电磁波领域具有非常好的前景。

MVC:您认为当前二维材料,特别是近几年出现的新型二维材料MXene,在柔性传感器和智能衣服应用领域的优势及所面临的难题是什么?

    事实上二维材料的兴起也有很长一段时间了,期间发表了大量的学术论文,但是真正走入产业界的似乎还较少。以MXene为例,其超高的电子电导率和可加工性,可以非常方便地实现传感器的电极等部件制备,也可以与传统纤维复合制成导电纤维。但实际生产工艺与实验室技术多有差异,如何将MXene融入实际生产工艺中还需要科研工作者和工程师等的协同合作。此外,目前MXene的合成工艺还难以实现大批量的工业级生产,成本较高,因此开发廉价、高质量的合成工艺是推动MXene走向产业化的重要基础。

MVC: 您在科研历程中遇到过的最大困难是什么?您是如何克服这些困难的呢?您认为这些困难对您的成长有怎样的影响?

应该是2012年左右的一段迷茫的时期吧。2011年底的时候,我的导师周军教授与我聊天,他问我科研的真谛是什么?什么是有意义的科研?。当时的我还没有思考过这些问题,期待着周老师的指点迷津。周老师让我努力去“啃硬骨头”,思考领域内到底哪些问题非常重要但却一直没有解决。于是我暂时放下手中的实验,查阅资料,但却陷入了迷茫。面对每天如潮的论文和停滞不前的我的实验,我有些无知所措。这时周老师告诉我,科研的意义不是发了多少篇文章,而是做出代表性成果,解决科学问题。如果某一天别人提到你,就能说出你做了哪些有意义的工作,这难道还不够吗?”直到今天,我依然记得周老师说出这番话时眼睛里的光和对我的期待。所以当我回国建立课题组的时候,争做有意义的科研是课题组的基本准测,也是我们会继续传承下去的精神。

Work life balance

MVC: 您平常有哪些休闲活动或者兴趣爱好来排解科研压力呢?

每周我们课题组都会一起打羽毛球或者篮球,这可以更好地促进团队成员的合作也帮助大家锻炼身体。每周日我都会与家人自驾出游,感受大自然的魅力。此外时间允许的情况下,我也会与好友一起钓鱼,我一直觉得钓鱼是培养专注力的一个好方法。

Advices to Youth

MVC: 您曾在美国Drexel大学纳米材料领域大牛Yury Gogotsi教授课题组中工作过。能否分享一件Gogotsi教授在科研期间经历给您留下深刻印象的一件事?这件事给您带来了怎样的影响?

    我相信大家都了解Yury在学术上取得的成就,这里就不再赘述了。我想讲一件Yury是如何支持我们这些外籍博士后的事情。应该是2019年的一次美国能源部的会议,当时由于中美两国关系紧张,特朗普政府从学术层面打压外籍,特别是中国籍博士后。Yury在会议上直接向能源部质疑为何要打压中国学者,学术自由何在?据理力争为我们争取权益。此事他并没有告诉我,我是从别的朋友那里知道的。这件事情更加让我明白,一个好的团队领袖,应该在方方面面为团队遮风挡雨。现在我自己组建团队,也会秉持这一理念。

MVC: 您对于有志从事化学科研的年轻学子们有何建议?

    从我个人的经历来看,我觉得书本上的基础知识一定要掌握好。在做实验的过程中,遇到的很多困难其实都可以在书本上找到答案。所以书本+文献应该是学生们的好朋友。

MVC: 您认为拥有一个充实而又快乐的科研生活的关键是什么?

    我觉得是平衡工作和生活吧。每位科研工作者,尤其是年轻的科研工作者压力都是很大的。在遇到一时无法解决的问题时,不妨放下手中的工作,看看窗外的风景,或者与亲朋好友聊聊天、充充电。再次回到办公室,往往效率倍增。工作和生活本不矛盾,工作可以让人更开心地生活,而生活可以让人更高效地工作。