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南大新聞

【當(dāng)代江西】追“光”的90后教授

作者:時(shí)間:2023-09-27
攝影 單位

  

編者按:9月27日,當(dāng)代江西以《追‘光’的90后教授》為題,報(bào)道南昌大學(xué)年輕教授、博士生導(dǎo)師——胡笑添科研領(lǐng)域攻堅(jiān)克難,結(jié)出累累碩果的故事。詳情如下:

他是南昌大學(xué)最年輕的教授、博士生導(dǎo)師之一,他是囊括50篇國(guó)際權(quán)威期刊論文、90余篇SCI論文的作者,他是江西省自然科學(xué)獎(jiǎng)、教育部高等自然科學(xué)優(yōu)秀成果獎(jiǎng)獲得者。他就是胡笑添。

胡笑添,就像他的名字一樣,總是笑眼彎彎。身著簡(jiǎn)單的夾克和牛仔褲,在南昌大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院的學(xué)生眼里,就像一位“鄰家大哥”。

30歲出頭的他,已是南昌大學(xué)最年輕的教授、博士生導(dǎo)師之一,是囊括50篇國(guó)際權(quán)威期刊論文、90余篇SCI論文的作者,是國(guó)家自然科學(xué)基金優(yōu)秀青年基金等13個(gè)項(xiàng)目的主持人,還是斬獲江西省自然科學(xué)一、二等獎(jiǎng),教育部高等自然科學(xué)優(yōu)秀成果二等獎(jiǎng)的獲獎(jiǎng)能手。

年紀(jì)輕輕的他,究竟是如何在科研領(lǐng)域步步攀升,結(jié)出累累碩果的?

胡笑添指導(dǎo)同學(xué)進(jìn)行太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)換效率測(cè)試。

啟程:撥開(kāi)云霧,矢志前行

由于在中學(xué)階段接觸到了異彩紛呈的光電現(xiàn)象,懷揣著進(jìn)一步了解和探索的想法,高考填報(bào)志愿時(shí),胡笑添毅然選擇了南昌大學(xué)材料物理專(zhuān)業(yè)。

從踏進(jìn)校園開(kāi)始,胡笑添便專(zhuān)注于專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí),課余時(shí)間用來(lái)泡圖書(shū)館是“家常便飯”,常常一坐就是一整天。

正當(dāng)他暢想著未來(lái)如何與“光電”進(jìn)一步打交道的時(shí)候,器件硅基光伏卻迎來(lái)了“寒冬”。2011年,整體行業(yè)不景氣,看著不少學(xué)長(zhǎng)學(xué)姐面臨著“畢業(yè)即失業(yè)”的問(wèn)題,胡笑添心中產(chǎn)生了動(dòng)搖。

“當(dāng)時(shí),很多人都思考著讀研的時(shí)候要換個(gè)方向發(fā)展,我也非常迷茫。光電行業(yè)給人們生活帶來(lái)的改變非常顯著,像LED照明、液晶顯示屏幕等等,從這個(gè)角度來(lái)看的話(huà),實(shí)在是非常有意義,但整體行業(yè)的低迷又讓我內(nèi)心有些不安,以后會(huì)不會(huì)沒(méi)有發(fā)展前景?!闭驹谶x擇的十字路口,胡笑添曾經(jīng)有過(guò)猶豫。

2012年,在確定獲得保研資格后,胡笑添在南昌大學(xué)前湖校區(qū)的材料樓轉(zhuǎn)了一圈又一圈,叩響了一間又一間辦公室和實(shí)驗(yàn)室的門(mén)?!拔揖褪窍牒屠蠋焸兞囊涣?,看看‘光電’這條路以后到底行不行得通。”就在那時(shí),胡笑添遇到了他的恩師——陳義旺教授。

“陳老師一點(diǎn)架子都沒(méi)有,非常熱情,跟我談了很多。給我記憶最深刻的一句話(huà)就是,每一個(gè)行業(yè)做到極致就是好的,要做優(yōu),做到頭部?!闭沁@次交談,讓胡笑添紛擾的內(nèi)心平靜了下來(lái),也堅(jiān)定了他走新能源發(fā)電這條道路的決心。撥開(kāi)云霧,才更知道心之所向。

跟隨導(dǎo)師在太陽(yáng)能電池領(lǐng)域?qū)W習(xí)一段時(shí)間后,胡笑添被新型薄膜光伏技術(shù)領(lǐng)域的很多基礎(chǔ)科學(xué)問(wèn)題深深吸引。

薄膜光伏電池制備有兩種工藝,分別是“干法”和“濕法”?!叭绻愕吞紲p排的賬,用干法制備時(shí)產(chǎn)生的浪費(fèi)和我們最終得到的能量相比,其實(shí)是不劃算的,成本非常高。而濕法加工工藝可以說(shuō)是發(fā)揮新型薄膜光伏器件的低成本優(yōu)勢(shì)最為兼容的方案?!焙μ斫榻B道。

立足江西產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求,著眼于科技成果落地轉(zhuǎn)化,在導(dǎo)師的指導(dǎo)和建議下,胡笑添所在的科研小組接下了被稱(chēng)為“最困難的”濕法印刷工藝探索的任務(wù)。

但在當(dāng)時(shí),國(guó)內(nèi)外對(duì)于濕法印刷工藝的公開(kāi)研究少之又少。他們便從零開(kāi)始,從設(shè)計(jì)和模仿外國(guó)先進(jìn)技術(shù)工藝,到自主探索研究設(shè)備、墨水、基材和印刷模式,一干就是三年。

怎么把理論論證變成可復(fù)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果?反復(fù)多次的實(shí)驗(yàn)并沒(méi)有給數(shù)據(jù)成果帶來(lái)任何改變,這讓科研小組的部分成員們對(duì)方案可行性產(chǎn)生了質(zhì)疑。

但胡笑添沒(méi)有放棄,一直鼓勵(lì)團(tuán)隊(duì)成員:“我們?cè)倌椭宰用饕幌拢瑘?jiān)持一下,說(shuō)不定下次就成功了!”

上天從不會(huì)辜負(fù)每一個(gè)努力的人。一年后,他們的研究逐漸有了起色,在一次次的實(shí)驗(yàn)中,“濕法”制備的效率不斷提升。

最終,他所在團(tuán)隊(duì)自行研發(fā)印刷的透明導(dǎo)電薄膜性能完全超越了傳統(tǒng)銦錫氧化物導(dǎo)電薄膜,并實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模量產(chǎn)。

胡笑添在中國(guó)化學(xué)會(huì)第33屆學(xué)術(shù)年會(huì)上發(fā)言。

突破:源于生活,用于生活

在攻讀博士期間,胡笑添發(fā)現(xiàn)了一種既具有吸光性質(zhì),又綠色低碳的材料——鈣鈦礦,它與可穿戴太陽(yáng)能設(shè)備非常契合。

瞄準(zhǔn)國(guó)家“雙碳”背景下的能源戰(zhàn)略需求和傳統(tǒng)光伏行業(yè)分布式發(fā)電的技術(shù)瓶頸,胡笑添和所在的團(tuán)隊(duì)將柔性薄膜光伏與印刷電子相結(jié)合,開(kāi)始了制備柔性鈣鈦礦太陽(yáng)能電池之路。

科研之路從來(lái)不會(huì)一帆風(fēng)順。剛開(kāi)始研究鈣鈦礦太陽(yáng)能電源時(shí),光電轉(zhuǎn)換效率只有0.2%,這一度讓團(tuán)隊(duì)十分沮喪,但他們沒(méi)有畏難退縮。

在接下來(lái)的3個(gè)月里,他們反復(fù)地實(shí)驗(yàn),一次次調(diào)整細(xì)節(jié)?!氨热缯f(shuō)你的片子有沒(méi)有清洗干凈、你的墨水的配比是否正確,我們就是這樣反復(fù)地去驗(yàn)證,每一步進(jìn)行單一變量法地去排除?!?/p>

終于,光電轉(zhuǎn)化效率提升了百倍,達(dá)到了20%以上,他們完成了“別人眼里不可能的事情”。

雖然鈣鈦礦太陽(yáng)能電池在柔性可穿戴電子設(shè)備等方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)和巨大的應(yīng)用潛力,但鈣鈦礦卻是塊“硬骨頭”,怎么把鈣鈦礦太陽(yáng)能電池變得更“溫柔”,成為了縈繞胡笑添心頭的難題。

不經(jīng)意的一次生活細(xì)節(jié),讓胡笑添產(chǎn)生了一個(gè)大膽的想法。

他回憶說(shuō):“有一次洗澡的時(shí)候,我摸著脖子,突然靈光一現(xiàn)。我們的骨頭是硬的,為什么脖子很靈活,人體脊柱和頸椎的軟硬相結(jié)合,能不能對(duì)我們做柔性鈣鈦礦太陽(yáng)陽(yáng)電池有借鑒意義?!?/p>

得益于這個(gè)巧妙的想法,經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn),他所在團(tuán)隊(duì)合成了一種疏水黏性導(dǎo)電聚合物,成功在 “硬骨頭”間引入一塊“軟骨”,并由此實(shí)現(xiàn)了高效大面積柔性鈣鈦礦器件的印刷制備,驗(yàn)證了它在小功率器件中實(shí)際應(yīng)用的可行性。

不馳于空想,不騖于虛聲,胡笑添及團(tuán)隊(duì)繼續(xù)攻關(guān),自主設(shè)計(jì)研發(fā)“卷對(duì)卷”光電器件印刷系統(tǒng),并實(shí)現(xiàn)大面積光電器件制備和印刷裝備成果轉(zhuǎn)化和軍民融合應(yīng)用;利用柔性仿生設(shè)計(jì),首次實(shí)現(xiàn)了印刷可穿戴鈣鈦礦太陽(yáng)能電源等等。

胡笑添科研小組封閉的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境。

反哺:一份堅(jiān)守,一份傳承

除了科研,胡笑添的肩上扛起的還有“為黨育人、為國(guó)育才”的使命。

當(dāng)年,從中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所畢業(yè)后,不少知名高校、科研院所和企業(yè)向他伸出了橄欖枝。他卻毅然選擇了回到母校南昌大學(xué),加入了恩師陳義旺教授領(lǐng)導(dǎo)的高分子及能源化學(xué)研究院大團(tuán)隊(duì),他想要回到自己夢(mèng)開(kāi)始的地方。

反哺母校情義深,啟智杏壇人師心?;匦9ぷ骱?,胡笑添也建立了自己的研究小組?!拔覀冃〗M微信群名是‘刷出一片天’,主要含義就是突出我們小組印刷的主題研究特色,并力爭(zhēng)創(chuàng)造更多的科學(xué)研究成果和社會(huì)經(jīng)濟(jì)價(jià)值。”

由于制備要求,實(shí)驗(yàn)室沒(méi)有窗戶(hù),常年處于封閉狀態(tài),使用和存放的光電器件都是精度以納米計(jì)算的器材。

由于鈣鈦礦材料懼怕潮濕,為了保持干燥,實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的濕度只有室外環(huán)境的10%?!拔覀兊膶?shí)驗(yàn)室感受不到天黑天亮,在里面待上幾分鐘,全身水分就往外抽?!?/p>

就是面對(duì)這樣的環(huán)境,胡笑添還是一有時(shí)間便扎進(jìn)實(shí)驗(yàn)室。

晚上把孩子哄睡著后,即便是9點(diǎn)、10點(diǎn),他也要回到學(xué)校,陪著學(xué)生們做實(shí)驗(yàn)直到凌晨?!八麄冏鰧?shí)驗(yàn)的時(shí)候肯定會(huì)碰到難題,我們能做的就是及時(shí)地引導(dǎo)、講解和陪伴?!?/p>

胡笑添有一把鑷子,從2013年進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室之后就一直陪著他。“因?yàn)槲覀兊脑囼?yàn)樣品是玻璃片,剛買(mǎi)來(lái)的鑷子不順手,玻璃片老是掉。我就把鑷子的頭掰一掰,讓它用起來(lái)更順手。”這把鑷子曾在他碩士畢業(yè)時(shí)傳遞給實(shí)驗(yàn)室的師弟,現(xiàn)在仍在實(shí)驗(yàn)室里被學(xué)生使用。

10年來(lái),這把鑷子見(jiàn)證了他學(xué)術(shù)路上的艱辛與收獲,更承載著代代相傳的科學(xué)精神。

看似尋常最奇崛,成如容易卻艱辛。胡笑添仍堅(jiān)信“科研是做一輩子的事”,他是時(shí)代洪流中的“追光者”,是研究領(lǐng)域的“馭光者”,更是讓科研精神薪火相傳的“發(fā)光者”。

2022年,胡笑添抱著孩子與應(yīng)屆畢業(yè)生合影。


原文鏈接:

https://mp.weixin.qq.com/s/DBdm4pDg3YCthVh2yH0JuA


編    輯:程慧萍

責(zé)任編輯:涂金鳳