大家使用手机时都会有这样的经历:买来新手机用上一两年后,电池就会变得不经用,即便充满电,不到几小时又用完了。
这一困扰将有希望得到解决:湖南大学物理与微电子科学学院2014级博士生杨钰桦在实验了5个月后,制备出长寿锂电池,在循环2000次后容量几乎没有衰减,而目前常见锂电池在循环300次后电池容量便会衰减。
你或许想不到,杨钰桦今年已年近40岁;你更想不到的是,在考上物理学博士前,他曾当了10年的文科老师。
5月4日,湖南大学教授鲁兵安在朋友圈发了一个链接,他的博士生杨钰桦在国际高水平期刊ACSNano发表了一篇论文。这个极少更新朋友圈的85后博导特地发了一条消息祝贺:“恭喜杨博士,一个文科生加入我们课题组,勤奋踏实做了一年多,终于发表了两篇包括ACSNano在内的文章。”
一个是85后年轻博导,一个是从文科转向理科的70后“高龄”博士生,这样一对极具反差效果的师生组合,只用一年多的时间,就取得了让人意想不到的成绩。
长寿锂电池循环2000次容量没有衰减
5月初,湖南大学物理与微电子科学学院2014级博士生杨钰桦以第一作者的身份在国际期刊ACSNano发表论文。
这个让鲁兵安忍不住表扬的博士生今年39岁,比他的博士生导师大了近10岁,是这篇论文唯一的第一作者。湖南大学官方评价:“这是国际上首次报道基于细菌吸收制备高容量、长寿命的锂离子电池电极材料。”
锂离子电池容量低、寿命短,手机电池续航问题不仅影响到每个人的日常生活,也是目前科学界面临的问题之一。杨钰桦的论文,就是为了解决电池容量衰减的问题。
怎么更好地解决这个问题呢?锂离子电池一般由正极、负极和隔膜3部分组成,其中正极和负极的活性材料容易溶解于电解液,从而导致电池容量衰减,缩短电池寿命。杨钰桦的实验从负极材料入手,希望通过保护负极的活性材料来提高电池容量和寿命。
杨钰桦通过培养一种名为枯草芽孢杆菌的细菌,将制备电池需要的活性材料吸收进去,细菌在活性材料外围形成了一层保护膜,在充放电过程中,由于保护膜的作用,活性材料不会因粉化而溶解于电解液中,从而实现锂离子电池的高容量和长寿命。
杨钰桦说,现在工业中常见的锂离子电池,在循环300次之后就会出现衰减。杨钰桦的实验结果显示,他们制备的锂离子电池在循环2000次后,容量几乎没有任何衰减。
“高龄”博士生10年文科教师跨界理科
70后杨钰桦,老家在江西九江,现已年近40岁。选择来湖南大学读物理学博士之前,他几乎没有多少物理基础。只因妻子在湖南大学读博,再加上一些其他机缘,杨钰桦最后选择了这个“跨界”很大的专业。
“我研究生毕业之后就当老师了,但身边高学历的人越来越多,我感觉自己的知识水平还不够。”杨钰桦说,自己考博前已经当了10年的文科教师,女儿也都已经上小学了。在那样一个年纪选择读博,确实需要很大的勇气,但他还是希望能实现自己内心的想法。
1998年,杨钰桦从南昌大学的工业设计专业毕业,之后工作了3年;2001年,他又考上北京邮电大学的工商管理学硕士,毕业后到江西宜春学院的经济与管理学院任教;2013年,杨钰桦有了读博的想法。考虑再三后,他选择了湖南大学。花了一年时间备考之后,顺利地考上了物理学博士,主攻凝聚态物理方向。
“我一直都挺喜欢物理的。”杨钰桦说,2014年,他刚来湖南大学时,他的导师鲁兵安还在斯坦福大学做访问学者,鲁兵安回国之后,就跟他说了通过细菌吸收活性材料的方法,2015年5月,他才开始按照这个思路做实验。
杨钰桦说,他之前没有多少物理基础,只能通过不断试错来补充自己的不足。他前后做了5个月实验,完善实验数据后,今年2月投了稿,没想到这篇论文在5月初就通过审核并发表。
杨钰桦的博士生活
博导喊他“杨老师”除了做实验还要接孩子
鲁兵安是一个正宗的85后。2012年,他博士毕业之后就到湖南大学物理与微电子科学学院担任副教授,不到30岁就升任了教授和博士生导师。目前,他的课题组有好几位博士生,大部分博士生只比他小3、4岁,杨钰桦则比他大了近10岁。
“我们之间是平等交流,你看我就叫他杨老师,他之前确实是当老师的。”对于杨钰桦这位年龄大自己很多的学生,直性子的鲁兵安跟他交流起来毫无问题,倒是杨钰桦感到“压力山大”:“老师自己工作这么卖命,我们也要努力才行。”
4个简陋的房间,其中1间是四季恒温30多度的实验室,外加两间杂乱的实验室,还有1间条件简陋的办公室,这是杨钰桦平时的主要活动场所,每天有大半时间在这几间屋子里转悠。
“有一次我有事给他打电话,杨老师说他在接孩子的路上,当时真是生气,但又觉得温暖。”鲁兵安说,虽然杨钰桦比自己大,两人之间也有一些代沟,但他很佩服这个学生,“对家庭对小孩都是很尽职尽责的,值得我学习”。
鲁兵安的2013级博士生于馨智说,他们几个博士生一周七天基本都待在实验室,只有长假才会休息一两天,但杨钰桦比他们都要努力,“我们一般晚上10点就走了,他要十一二点才走”。
杨钰桦说,其他的博士生都有基础,他基础差一点,只能够多花点时间来弥补。虽然很忙,他还是会每天开车接送女儿上学,很忙的时候又要照顾小孩子,避免不了会把小孩子带到学校里,鲁兵安特意安排了一张大的办公桌给他,杨钰桦说:“我的桌子比鲁老师的还大呢!”
“我很感谢我的妻子,平时除了接送孩子,其他的事情都是她处理,我晚上回去洗完澡就躺床上睡了,她也不会有意见。”杨钰桦说,每天早上六点多起床,晚上十一二点才能回家,平衡科研和工作上的事情,是他目前最需要解决的问题。
至于博士毕业之后,杨钰桦说,他已经习惯了当老师的生活,以后还是想接着当老师。
2016届高三物理新课标复习选考题专项练习(含答案)
高中物理必考知识点:匀变速直线运动概念及公式
高考物理必考知识点:力和物体的平衡
2016届高三物理新课标动量守恒与原子物理复习题
2016届江苏高三物理复习机械能守恒定律提升试题
湖北高考2016物理二轮复习恒定电流和交变电流专题练习(带答案)
2016届高考物理复习动量守恒定律专项提升练习
2013高考物理必考知识点:交变电流知识归纳总结
湖北2016届高考物理复习力与直线运动专题练习
物理2015-2016高考复习探究碰撞中的不变量专项练习
高考物理必考知识点:电场
湖北2015-2016高考物理复习电学实验与创新专项练习
2015-2016高考物理机械能守恒定律和功能关系专题练习
2015-2016学年高考物理探究碰撞中的不变量专项练习
2015-2016高三物理新课标复习计算题规范练习(含答案)
2015-2016高考物理分子动理论专项提升练习题(带答案)
高考物理必考知识点总结:光的波动性和微粒性
2016届湖北高考物理复习电场和磁场专题练习
2013高考必考物理知识点:光的传播
2016届高考物理复习串并联电路同步练习
物理2016届高考复习带电体在组合场中运动提升练习题(带答案)
物理2016年高考一轮复习抛体运动同步练习
物理2016届高三新课标复习选择题专项练习(含答案)
江苏2015-2016高三物理平抛运动与圆周运动复习试题
2016届湖北高考物理复习力学实验与创新专项练习
2013串联电路高考物理必考知识点
湖北2016届高考物理复习振动波和光专项练习题
高考物理必考知识点范文
2015-2016高三物理复习力与直线运动专题练习
2015-2016高三物理新课标电磁感应规律及其应用复习题(含答案)
不限 |
物理教案 |
物理课件 |
物理试题 |
不限 |
不限 |
上册 |
下册 |
不限 |
发布时间 |
下载量 |