崔屹院士：我近30年科研生涯的最大體會：科研的最高境界是“無招勝有招”！
2024-12-31 11:21:31
作者：詮釋干貨 來源：詮釋干貨
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崔屹，美國國家科學院院士，斯坦福大學終身教授、博士生導師、納米材料科學家。1998年獲得中國科學技術大學理學學士學位；2002年在哈佛大學獲得博士學位；2003年在加州大學伯克利分校從事博士后研究；2004年入選世界頂尖100名青年發明家；2005年進入斯坦福大學任教，先后擔任助理教授、副教授、教授；2014年獲得首屆納米能源獎；2017年獲得布拉瓦尼克青年科學大獎之物質科學與工程技術獎；2020年當選美國科學促進會會士。其主要研究方向為納米材料在能量存儲、光伏器件、拓撲絕緣體、生物及環境等方向的應用。崔屹教授在他的2024年終總結中寫道，“我近30年科研生涯的最大體會：科研的最高境界是“無招勝有招”，是我讀金庸武俠小說和做科研的融合，我斯坦福實驗室的科研成果一直在這個指導思想下進行，現在把2024的10大科技進展和大家匯報， 有多項驚喜發現和發明。”1) 發現材料科學新現象，twisted epitaxy （扭曲外延），對材料科學有foundational的影響，由博士生 Yi Cui（崔一）領銜，論文在Science上發表；2) 發現軟模版液晶相可以讓鋅和二氧化錳電化學沉積變得更可控和更可逆，庫倫效率很高，實現了水基電池的重大突破，由博士后Yuqi Li領銜, 論文在Nature Energy上發表;3) 發現金屬鋰電池在放電態進行休息，可以恢復容量，發現其中機理，對電池壽命的大大增加提供解決方案， 由博士生Wenbo Zhang領銜，論文在Nature上發表；4) 發現交流電泳現象可以用來恢復硅負極的容量，讓高能量密度硅負極電池壽命大大延長，由博士生Yufei Yang領銜, 論文在Science上發表;5) 冷凍電鏡材料領域的又一大突破：我們在外加電壓的條件下，把有電活性的催化劑快速冷凍，發現驚訝的亞穩定態，該方法對材料及生物領域都會產生深遠的影響，由博士生Yanbin Li領銜，論文在Nano Letters上發表；6) 發明多孔集流體技術把鋰電池充電速度提高4倍，由博士后Yusheng Ye領銜，論文在Nature Energy上發表；7) 高能量密度金屬鋰電池界面SEI膜形成的機理解析，對壽命和安全性有大的影響，由博士后Weilai Yu領銜，和鮑哲南老師共同指導完成，論文在Nature Chemistry上發表，Weilai即將在多倫多大學開始做教授；8) 利用HER和HOR實現高能量效率低成本的海水堿化 ，用于二氧化碳捕捉，對氣候變化做貢獻， 由博士后Xun Guan領銜，論文在PNAS上發表；9) 不需要外在能量，反而產生電能進行鹵水鋰元素提純，巧妙利用了陰離子濃度差提供免費的能量，由博士后Ge Zhang領銜, 論文在Nature Water上發表;10) 利用HER和HOR， 固態電解質的鋰離子選擇性，實現高能量效率低成本在鹵水里進行鋰元素提純，由博士后Rong Xu領銜，論文在Matter上發表。
發現材料科學新現象，twisted epitaxy（扭曲外延），為二維材料的結構-功能研究提供了新途徑，并可能作為納米反應器用于材料生長的控制，由博士生崔一領銜，論文在Science上發表；Twisted epitaxy of gold nanodisks grown between twisted substrate layers of molybdenum disulfide, Science (2024). https://www.science.org/doi/10.1126/science.adk5947發現軟模版液晶相可以讓鋅和二氧化錳電化學沉積變得更可控和更可逆，庫倫效率很高，實現了水基電池的重大突破，由博士后李鈺琦領銜, 論文在Nature Energy上發表；原位形成液晶界面沉積Zn/MnO2表面活性添加劑的設計骨架圖
In situ formation of liquid crystal interphase in electrolytes with soft templating effects for aqueous dual-electrode-free batteries. Nature Energy, 2024, https://doi.org/10.1038/s41560-024-01638-z.發現金屬鋰電池在放電態進行休息，可以恢復容量，發現其中機理，對電池壽命的大大增加提供解決方案， 由博士生Wenbo Zhang領銜，論文在Nature 上發表；CE和TGC數據圖——說明從放電狀態休息的容量恢復Recovery of isolated lithium through discharged state calendar ageing. Nature (2024). https://doi.org/10.1038/s41586-023-06992-8發現交流電泳現象可以用來恢復硅負極的容量，讓高能量密度硅負極電池壽命大大延長，由博士生楊羽飛領銜, 論文在Science上發表；Capacity recovery by transient voltage pulse in silicon-anode batteries. Science (2024). DOI:10.1126/science.adn1749冷凍電鏡材料領域的又一大突破：崔屹等人在外加電壓的條件下，把有電活性的催化劑快速冷凍，發現驚訝的亞穩定態，該方法對材料及生物領域都會產生深遠的影響，由博士生李彥彬領銜，論文在Nano Letters上發表；Electrified Operando-Freezing of Electrocatalytic CO2 Reduction Cells for Cryogenic Electron MicroscopyRobert Sinclair, Nano Letters.2024. DOI: 10.1021/acs.nanolett.3c03000發明多孔集流體技術把鋰電池充電速度提高4倍，由博士后葉玉勝領銜，論文在Nature Energy上發表；Quadruple the rate capability of high-energy batteries through a porous current collector design. Nature Energy (2024). https://doi.org/10.1038/s41560-024-01473-2高能量密度金屬鋰電池界面SEI膜形成的機理解析，對壽命和安全性有大的影響，由博士后Weilai Yu領銜，和鮑哲南老師共同指導完成，論文在Nature Chemistry上發表，Weilai Yu即將在多倫多大學開始做教授；
橋接SEICu化學、形成和鈍化示意圖
Electrochemical formation of bis(fluorosulfonyl)imide-derived solid-electrolyte interphase at Li-metal potential. Nature Chemistry (2024). https://doi.org/10.1038/s41557-024-01689-5
利用HER和HOR實現高能量效率低成本的海水堿化，用于二氧化碳捕捉，對氣候變化做貢獻，由博士后Xun Guan領銜，論文在PNAS上發表；Seawater alkalization via an energy-efficient electrochemical process for CO2 capture, Proceedings of the National Academy of Science（2024 ）https://doi.org/10.1073/pnas.2410841121.不需要外在能量，反而產生電能進行鹵水鋰元素提純，巧妙利用了陰離子濃度差提供免費的能量，由博士后Ge Zhang領銜, 論文在Nature Water上發表；Spontaneous lithium extraction and enrichment from brine with net energy output driven by counter-ion gradients. Nature Water (2024). https://doi.org/10.1038/s44221-024-00326-2利用HER和HOR， 固態電解質的鋰離子選擇性，實現高能量效率低成本在鹵水里進行鋰元素提純，由博士后許榮領銜，論文在Matter上發表。Continuous lithium extraction from brine by efficient redox-couple electrodialysis, Matter, 2024, https://doi.org/10.1016/j.matt.2024.07.014.崔屹教授及其課題組的研究方向多種多樣，但都時刻保持在相關領域最前沿；研究內容多領域交叉，但都產出著最高水平的科研成果。崔屹教授先后在Science、Nature、Nature Nanotechnology、Nature Materials、Nature Chemistry、Nature Energy、Joule、JACS等世界頂級期刊發表高水平論文700余篇，被引次數20萬+，H指數為253。另外，崔屹教授本人也熱衷于參加各類相關學術活動和學術會議，擔任了國內多所高校的兼職教授，積極與各領域同行同事交流經驗、熱心學習。最后分享一段崔屹教授的語錄：“必須要放下一切問題，摒棄雜念，專注在事情上，不斷地往前想，往前做。如果想著你厲害還是我厲害，僅僅這個問題就把自己打敗了，根本專注不了。最后，專注到心無旁騖的人才能夠勝出。”
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