这个奖 颁给勇闯青山深处无人区的科研人|全球聚焦

科研工作者余彦几乎随时都在思考。博士后阶段，她当时正在做的二次电池研究，很久没有新进展。有一次，她在研究所旁边的树林里散步，看到池塘边有很多芦苇，而芦苇中含有丰富的硅元素，于是她突发奇想，是不是可以把芦苇叶里的硅提取出来，用来做电极材料。余彦是中国科学技术大学（中科大）教授，她研究的钠离子电池属于二次电池能源储能领域，能让清洁能源更有效地服务于低碳社会。钠离子电池更大的应用场景是在大规模储能，像一块蓄水池，把风能、太阳能间歇的能源储存起来，并入智能电网。

余彦是青山科技奖2022年度入选者之一。在中国科学界，还有一批像她这样的科研工作者，潜心科研，用研究成果助力双碳目标、促进绿色低碳转型。在科学界，环保领域的科技创新一直是一块“难啃的骨头”，周期漫长，过程艰难。“青山科技奖”由美团发起，目前已评选两届，主要面向绿色低碳研究领域有关键推动作用的青年科研工作者。

(资料图)

“一不小心满足了国家需求”

余彦在二次电池领域已经探索了21年。大学考研时，她依凭着内心“想做可以落地的东西”的冲动，从化学转到材料学专业。中科大提供了宽松的科研环境，想做什么，可以按想法设计课题。余彦当时想聚焦一个实用性材料做研究，恰好导师刚访学归来，他在美国深耕锂离子电池研究。余彦意识到这个领域的重要性，也选择了同样的研究方向。

此后的科研一路通畅。刚读博士，她就发表了关于二次电池的国际论文，这样分量的论文当时整个大学一年都发不了几篇。硕博五年连读，她仅用四年就拿到了学位。

2006年后，她去往国外，继续攻读博士后。2010年在德国时，她开始转向钠离子电池研究方向。一开始，她遭遇了很多争议：锂离子电池已经很好用了，为什么还要研究钠离子电池？

但余彦考虑，中国锂离子电池制造技术虽然很成熟，但是80%的资源需要从加拿大、澳大利亚进口，而中国有丰富的钠资源，也可以沿用锂离子的制造技术。如果能开发钠离子电池，便能降低材料成本，实现材料自立自强。2012年，余彦回国，在母校任教，并组建了自己的研究团队，在钠离子电池领域深耕下来。

她的研究同时响应了国家战略资源层面和低碳环保的需要。近五年锂价格不断上涨，开发新资源变得愈发紧迫，钠离子作为储能设备，也可以和风能、太阳能等清洁能源配合，助力碳中和目标的实现。

“青山科技奖”的入选者，尽管科研道路的起点各异，但都交汇在绿色低碳基础科研及应用这个路口。34岁的清华大学副教授王琛是入选者中最年轻的。他的“环境感知芯片”也是在兴趣的驱动下启动，因为顺应了国家战略的选择，而涌动起将这一精密技术通用化的强烈动力。

环感芯片是一个崭新概念，属于后摩尔时代功能化芯片的一个方向，通俗解释，就是用芯片技术做一些非常规芯片做的事。它属于“传感器”的组成部分，用半导体芯片检测气体，可以安装在电池上，检测是否产生氢气发生爆炸，也可以安装在氢气管道里，检测是否有泄露。

这个起点，和余彦一样，也来自于动念后的放胆一试。2019年，在美国硅谷顶尖芯片公司工作了两年的他接过清华大学的橄榄枝，打算开启新的研究生涯。当时，他思忖，当今时代有两大重要问题，一是摩尔定律的持续问题，一是低碳或零碳的实现问题。他想把两者结合起来。

但随着环感芯片的研发和逐渐迭代，王琛发现，不止学界，从民用到国防都表现出广泛需求。他获得的项目支持越来越多。团队决定从探索性的基础技术，发展为集成技术或者低功耗技术，进一步跟产业结合。

尤其在和航天员训练中心交流时，他了解到，要保证航天员处在一种舒适安全、无毒无害的环境，需要用大量传感器做环境检测。但传统传感器一个就有拳头那么大，特别笨重。他们描绘了理想的产品：小型化、智能化、分布式、低功耗、高灵敏、多模式。

王琛一听，心里生出一种柳暗花明的感觉。团队辛勤攻关的不正是这个东西吗？“有种技术前瞻性的感觉，你的科研正好被国家所需要，不小心就满足了国家需求，很惊喜。”

在双碳战略推出后，王琛又一次感觉到了不谋而合。双碳基础工作之一就是要对环境做一个立体的监控，不管是污染物的排放，还是新能源的安全监控问题，都涉及大量传感器。

把芯片要做得足够精密，发展一种通用技术。王琛越发坚定了这个念头。即使芯片是一个很大的产业，在其中某一方面取得持续突破，“这是一个小目标，也是一个大想法”。

“通过智慧去跳过一个又一个坑”

青山科技奖重在激励环保领域勇闯无人区进行创新的科研工作。相比其他科学领域，环保科技的攻关更曲折，也更艰辛。

王琛把这种乐趣形容为“通过智慧去跳过一个又一个坑”。在研发环感芯片的过程中，每解决一个困难，就会收获一份实感的快乐。去年疫情时，因为学校与外界隔离，实验里只剩下了最后一块芯片。一个棘手的难题摆在眼前，他们不知道这块芯片要刻多深，如果切开剖面查看，芯片就浪费了。

一个念头在王琛脑海中闪现，能不能通过光谱仪，用光的反射和散射信号来做探测。王琛本科学的是物理，他凭基础物理学的直觉假设。他们拿以往切开的芯片样本来实验，发现打个光下去后，在开口的地方是一个黑洞，再往下有散射，到最底下又有一个反射。王琛分析，芯片的底面相当于镜面，所以每一个阶段呈现了不同的信号。发现了规律后，他们建模推断那块芯片的刻蚀深度。

项目结项后，团队成员把那块芯片切开看了看，发现确实跟王琛想的一模一样。

学生感到不可思议，惊呼，“到底是怎么做到这么精确的”。在王琛看来，这就是物理学的一个“土办法”，没想到真的有用。团队后来以此申请了国际专利，它比传统切换成本更低，方法也更简单，“其实是非常好的基本集成过程中的一个方法”。

它就像他们往复日常的科研缩影：做理论预测，反复验证，最终实现了一种新技术的突破。“通过智慧预知前面有个坑，然后跳过去了，回头一看那果然有个坑。”它再一次证明了技术的发展还是要靠思想。

2021年度青山科技奖的入选者李先锋对此也深有同感。他的研究方向是“全钒液流电池系统”。去年，由他研究团队的技术成果做支撑，在大连建成了一套全球最大的400兆瓦时（液流电池）储能电站——如果电网断电，这个电站可以保障大连重要应急部门4小时的用电供应。

李先锋是在博士时期发现了自己的学术新大陆。有一次，他在测溶解性时，把实验材料放到一个培养皿里，就离开了实验室。第二天，皿里结出了一张膜。这让他感到很好奇，“这东西竟然可以做膜”“它可以做什么？”他开始查阅大量资料，由此开始了燃料电池质子交换膜的研究。

后来他出国留学，学成归来后，把兴趣和国家重大需求结合起来做应用导向的技术研究，“从一个小的膜的研发走到整个系统的集成的过程”。

不时会有人问他，现在有这么多电池技术推陈出新，他生产的钒液流电池未来会不会过时被替代？对此，李先锋很淡然。“我们为什么要做科研？其实，我们时时刻刻向前走，总会遇到一些新问题新挑战，尝试解决，又会有新发现。这是一种动力，科研的新鲜感和好奇心永远不会消失。”在李先锋看来，技术总在更新换代，科研是无止境地求解未知的过程。

“女性做科研也有独特优势”

伴随余彦科研道路的是持续的热忱。高中时，她是化学委员，她喜欢看一些化学家的故事，比如科学家们经过666次实验发明了一种农药，帮助农业发展。

考上大学后，她自然选择了化学专业。那是1997年，计算机是热门专业，而一个女生去学化学，“人家会觉得是不是要去化工厂工作。”

但余彦没想那么多。她父母都是小学老师，自然地认为，学了化学，毕业后至少可以做中学化学老师。2002年本科毕业后，她同时考上中科大的硕博五年连读和上海的公务员。选择哪条路？她纠结了一阵，决定遵循内心想多读点书的想法。母校的研究氛围很好，以后也可以出国留学，见识更大的世界。

余彦很要强，她的研究工作有很多体力活，需要合成样本，再组装成电池。在实验室里，要戴两个密不透风的厚手套，在充满惰性气体的箱体里组装，“大热的天，一站一两个小时，出来后大汗淋漓。”

做教授的前五年对余彦来说是最难的，除了做研究，她还要上课、带研究生、备课、出差开会，经常需要连轴转。做钠离子电池研究，需要申请国家基金，当申请国家优秀青年基金的时候，她连续申请了五次，前两次答辩都没有走到最后，第三次答辩才顺利通过，这个经历也让她的内心变的更强大，更坚韧。

在余彦眼中，女性做科研上有许多优势，比如做研究更耐心、更专注，也更细心。她习惯于把日常生活中的所见所闻结合到科研的思考中。做钠离子电池研究的时候，她遇到一个实验，需要把材料做成中空的，但一直毫无进展，她开始了旷日的苦思冥想，“吃饭在想，走路也在想”，半年后终于找到一个办法。基础科研的突破是坐冷板凳，久久为功。

十年前，余彦是国内最早做钠离子研究的人，很多人不理解，但在漫长的科研过程中，她证明了自己的前瞻性。

“工业化是为了让人更好地生活”

“我们有一个概念，叫 from lab to Fab。”对王琛来说，科研的目的是为了服务社会，让社会往好的方向发展。当环感芯片通用化后，他希望未来它可以更纵深地走向产业。随着政策的倡导和全社会对环境的重视，未来的市场将很广阔。

“我们希望能够推动技术一步步进步，最终能够走在产业前面。当产业需要这种技术时，我们已经准备好了，为它赋能。”王琛说。

这也是李先锋经常思考的问题——怎么真的挖掘出研究中的价值？产业的发展依赖于应用技术，而后者则以纯科学研究为基础。虽然短时间内很难产生经济效益，但纯科学研究所发现的新原理、新方法对社会却有重要推动作用。

因此，不论是应用技术研究，还是纯科学研究，长期投入于其中的科研人员都需要支持和喝彩。李先锋认为，青山科技奖是一个引导，让全社会关注到有一批科研工作者正在深耕生态环保这一重要领域。更重要的是，它倡导了对科技创新的鼓励和对科研人员的尊重。尤其对于刚起步阶段的青年科学家，这是一把上坡的推力。余彦也认为，这样的科学奖项近年越发受重视，说明无论是国家、企业，还是个人，慢慢都在转变意识，未来将迎来更大的进展。

“很多事情不是一个科技工作者能解决的，而是全社会的问题。”王琛则认为，青山科技奖呼吁科研成果的转化，把科研精神和企业需求融合，最后推动技术发展，这是一个理想社会的状态。双碳战略放眼2060年，“需要每个人心中有一个根，一个定力”。为此，他在清华专门开设了一门环境伦理的课，指导学生认知复杂情境下的科学伦理。

“现在我们国家特别需要掌握伦理价值且动机非常纯良的人站在工程实践的第一线，去引导科技发展。”王琛想培养更多这样的学生。

余彦也以此为追求。连续21年，她一直对自己的研究方向很坚定，既是因为这对国家“非常必要，且有紧迫性”，也来源于她笃定的信念——工业化最终的目的应该是为了让人更好地生活。“我希望我做的东西真的有一点点用处。”她从小喜欢看金庸的小说，骨子里是一个侠女，想为这个世界做点什么。现实中，她在化学研究的不确定性中找到了寄托，它可以帮她创造很多没有的东西，让人类生活更美好。

据了解，青山科技基金是由美团发起，中国科协生态环境产学联合体、中国石油和化学工业联合会作为战略合作伙伴共同参与，相关学会和行业协会共同支持的公益性基金。该基金资助方向包括青年科学家公益性奖项“青山科技奖”和“科创中国”美团青山环保科技创新示范项目两大分支。为鼓励更多青年学者投身绿色低碳基础科研，在材料科学、化学、化学工程、环境科学、能源科学等学科领域，有关键推动作用的青年科研工作者都可申报。6月5日，第三届“青山科技奖”申报正式启动，今年将重点关注绿色低碳材料、碳捕集及资源化利用、新能源及储能、降碳减污协同控制四大议题。

（文章来源：经济参考网）

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