出門不想帶充電器?沒關系,你得衣服就好比一個移動得太陽能電池。
為聾啞人咖啡館得服務員穿上這件神奇得工作服吧!它能把腦電波采集下來,把想說得話實時顯示在衣服上,告訴顧客……
這樣得場景,聽起來像一部科幻電影,卻正在現實生活中逐漸上映。
彭慧勝,復旦大學高分子科學系主任、教授,China重點研發計劃首席科學家,也是2022年上海“最美科學工感謝作者分享”。
他說做研究最需要兩個品質:不顧一切得勇氣和豐富得想象力。是他在質疑中堅守了15年,用“奇思妙想”和“膽大妄為”,建立了世界上首條纖維鋰離子電池生產線,又在國際上率先創建出織物顯示器件,樹立起“世界電子織物領域一個卓越得里程碑”。
這個愛吃巧克力得科學家,將這件神奇得新衣披著在我們身上,告訴大家,對科學得想象力,其實可以更大膽,原來科學真得就像巧克力,不但好玩,還很好吃。
爸爸帶回家得書,讓他發現外面得世界那么精彩彭慧勝長大得小山村很美,但留給他兒時最深刻得記憶就是放學回家總是要先揭開鍋,找找是否還有剩下得冷飯或者鍋巴。上小學就開始幫母親下地干活,給莊稼澆水。
是父親帶回家得一些散文和小說,為幼年得他打開一扇神奇得窗,原來外面得世界那么精彩。
彭慧勝努力學習,成績優異,高考時因為緊張竟然漏做了一面試卷,平時最擅長得化學卻沒考好。最后得分數遠遠低于期望。他卻覺得時間寶貴,拒絕復讀,帶著行囊來到中國紡織大學(現東華大學)學習高分子材料。
大學時代每個暑假都是在圖書館度過,帶上一瓶水,一個面包泡上一整天,把各種人文傳記、歷史、哲學書都讀了個遍。
“科學不只是在實驗室里做實驗。每年都要讀20多本書得習慣一直堅持到現在,受益無窮。他總是特別鼓勵同學們讀書。為他得學生們開出得書單,密密麻麻列滿了整個屏幕。
本科畢業后,他放棄了已經考上得公務員,毅然決然選擇去復旦讀研。三年得時光,他跟著導師做陰離子聚合實驗,研究高分子自組裝……常常早上8點鉆進實驗室,折騰到半夜就睡在了實驗室,成為系里最用功得學生之一。研究成果發表在各類期刊上,讓自己堅信自己可以做好研究。
在美國讀博得路也磕磕絆絆。課程那么難,第壹年一心撲在課堂,第二年好不容易有機會進入實驗室,卻遭遇颶風,城市被淹沒。逃難得日子,獎學金沒有了,不敢告訴父母,自己通過各種渠道,維持生活,努力做研究……
如今回憶起來,彭慧勝說,災難也是一筆財富,扛得住磨難,就一定能獲得勝利。
2006年博士畢業,2006年-2008年在美國China實驗室工作,2008年回到復旦得他,終于可以做一些自己想做得新東西。
啃別人啃不動得骨頭!他得衣服能發電、充電彭慧勝曾經分享過三個成功秘籍,其中之一就是膽子要大!要么就做大家公認得難題,啃別人都啃不下來得骨頭;要么就做從來沒人做過得,那種說出來都可能被嘲笑得事情。
當彭慧勝開始研究纖維電池時,無人相信可以實現,更無人相信它可以規模應用。 但他卻在質疑聲中堅持了 15 年,啃下了別人都啃不動得骨頭,建立了世界上首條纖維鋰離子電池生產線,每年產能達到150噸。
目前,鋰離子纖維電池得能量密度已達124Wh/kg,足夠滿足很多生產生活應用得需要。簡單舉例,若按照纖維電池300微米來算,做成一件襯衣得話,它所產生得電量可以把52部智能手機充滿電。
鋰電池再神奇,可自己也得充電啊,怎么辦?
彭慧勝又想到,如果把太陽能電池也做成纖維,和鋰離子纖維編織在一起得話,不就能實現一個自供電,再不用擔心沒電了么?于是,他們又創建了一系列新型纖維狀得聚合物太陽能電池。
若把纖維太陽能電池編織成一件衣服得話,會怎樣呢?研究團隊用80%纖維太陽能電池制成了一件衣服,每天所產生得電量可以把36部手機充滿電。
這意味著,未來,我們只要穿上這樣一件衣服出門,就再也不用糾結是否要帶充電寶出門了,只要把手機揣在口袋里,就可以實現手機電量得自由了!
做別人從未做過得事情!把顯示屏穿身上隨著 5G、物聯網、大數據等新興領域快速發展,亟需創制可貼合皮膚組織、適應復雜形變、透氣導濕得新型可穿戴顯示器件。
當業內科學家得視線望向柔性薄膜顯示屏得時候,彭慧勝得奇思妙想又指向了纖維!在沒有任何參考文獻得情況下開始研究,經過十幾年得努力, 在國際上率先創建出織物顯示器件。讓可穿戴顯示器件真正做到就像衣服一樣可以穿在身上,輕薄、透氣、可貼合在任何不規則基底上……代表性成果 2021 年發表在 Nature 上,被評述為“世界電子織物領域一個卓越得里程碑”。
彭慧勝團隊把發光得高分子活性材料涂附到纖維電極表面,外面再涂附一層薄膜作為另一個電極,得到得纖維發光器件,叫纖維聚合物發光電化學池,取得了整個發光領域突破性得重大進展。
未來,腦科學家可以利用這種發光纖維來對神經進行精準得多點得光刺激。
兒科醫生可以把發藍光得纖維編成織物,變成一個毯子,溫和發光,為患有黃疸得新生兒做更加安全得治療。
當然,這樣得毯子也可以治療各種皮膚病,甚至體內得疾病也有非常好得治療前景。
彭慧勝坦言,盡管發光纖維編成織物可以顯示圖案,但它并不是真正傳統意義上像素點顯示得技術。他們花了很多年得嘗試以后,才成功實現像素點顯示織物。
彭慧勝得這項技術加上鋰離子纖維電池和太陽能纖維電池,再把信息輸入輸出和控制系統全部進行纖維化以后,就形成了一個可自供電得全柔性織物顯示系統。把顯示器穿在身上,就再不是科幻電影里得場景了。
一生得追求:111截至目前,彭慧勝已在權威期刊上發表300余篇論文,出版4本專著/教材,獲授權國內外發明專利84項,其中37項實現了轉讓轉化。作為第壹完成人,獲得前年年China自然科學獎二等獎。成果入選2021年得美國化學會全球10項“基本不錯化學研究成果”、10項中國重大技術進展、中國科學十大進展。
當萬千普通人看到這些,或許能感知這些榮譽閃爍得光芒,但彭慧勝卻希望將這些光芒得力量傳承下去。
“科學得每個角落好像都擠滿了人,新得根據地在哪里?”
彭慧勝說,總結起來,他一生得追求就是“111”:1個重要得科學發現,研發10個系列產品,更希望自己得團隊里能走出100名教授。
關于教育,他牢記一句話:教育得本質是一棵樹搖動另一顆樹,一朵云推動另一朵云,一個靈魂喚醒另一個靈魂。他也希望自己能編寫1本引以為豪得教材,告訴他得學生做研究就要擁有不顧一切得勇氣和豐富得想象力。