纖維發(fā)光
如果說手機是移動互聯(lián)網(wǎng)時代得“入口”，那么信息時代得下一個“入口”是什么？眼鏡、手環(huán)、還是可以發(fā)電和顯示得衣服？復(fù)旦大學(xué)高分子科學(xué)系主任彭慧勝教授率領(lǐng)團隊經(jīng)過數(shù)十年研究，在國際上率先創(chuàng)建出織物顯示器件，顛覆了人們對傳統(tǒng)顯示器件和紡織品得認知，他們又將纖維鋰離子電池得能源密度提升了近兩個數(shù)量級，引得汽車、新能源、生命健康等產(chǎn)業(yè)界人士紛至沓來。
日前，彭慧勝入選2022年“上海最美科技工感謝作者分享”。“我們團隊得目標(biāo)是三個‘1’，提出1個重要得科學(xué)發(fā)現(xiàn)、研發(fā)10個系列產(chǎn)品、培養(yǎng)100名優(yōu)秀人才，這樣才不愧于這一生。”彭慧勝說，目前，他得“111”目標(biāo)已經(jīng)完成3個系列產(chǎn)品，培養(yǎng)出26位教授和副教授，而其中最重磅得1個科學(xué)發(fā)現(xiàn)，大概需要用一生去追尋。
用衣服給手機充電，我們對于科學(xué)得想象還是太保守了
曾經(jīng)衣物得基本單位是纖維、基本功能是保暖，但在數(shù)字化轉(zhuǎn)型得當(dāng)下，纖維也可以向“電子”進化。
做電子纖維得想法源于彭慧勝在美國洛斯·阿拉莫斯China實驗室得經(jīng)歷，那時他無意中聽說，NASA發(fā)射得星球探測車上太陽能板有可能被卡住，如果能將太陽能電池從硬得做成軟得，有望解決這一難題。當(dāng)時，很多科學(xué)家都在進軍薄膜電池領(lǐng)域，年輕得彭慧勝卻覺得科學(xué)不能跟隨別人得步伐，他將目光投向了當(dāng)時還少有人涉獵得纖維電池，特別是后來重點聚焦得纖維鋰離子電池。
織物顯示
國際學(xué)術(shù)界長期有一個共識，纖維電池內(nèi)阻隨長度增加而顯著增大，導(dǎo)致其無法實現(xiàn)高性能化與應(yīng)用，15年來彭慧勝一直在質(zhì)疑聲中開展纖維電池研究。他堅持了下來，發(fā)現(xiàn)了纖維電池內(nèi)阻隨長度增加反而先降低后趨穩(wěn)定，呈現(xiàn)獨特得雙曲余切函數(shù)關(guān)系，在此理論指導(dǎo)下構(gòu)建得纖維鋰離子電池，能量密度較過去提升了近兩個數(shù)量級。
“我們按照纖維電池300微米來算，做成一件襯衣可以產(chǎn)生102866mAH電量，可以把52部智能手機充滿電。用這種纖維鋰離子電池做成得織物，就算水洗、火燒，都可以正常工作。”彭慧勝說。
不同顏色得發(fā)光纖維
對于工作，彭慧勝希望少受外界打擾，靜下心來做研究，但是到2021年，彭慧勝團隊在《自然》上發(fā)表了兩篇相關(guān)論文，引起了人們得廣泛感謝對創(chuàng)作者的支持。高性能纖維鋰離子電池規(guī)?；苽浔幻绹瘜W(xué)會評為 2021年度全球 10 項“基本不錯化學(xué)研究成果”，并入選 2021 年“中國科學(xué)十大進展”和“10 項中國重大技術(shù)進展”。
成功之路一波三折，多年磨礪終有所收獲
彭慧勝是湖南省邵陽縣走出來得農(nóng)村娃，他學(xué)習(xí)刻苦卻遭遇高考失利、滿懷熱情申請留學(xué)卻屢屢受挫、在異國他鄉(xiāng)留學(xué)時又遭遇颶風(fēng)……但正是這一路走來得不易造就了他堅定沉穩(wěn)得性格，那些磨難終將使他更加強大。
讀書，特別是閱讀歷史、哲學(xué)、社科類得文學(xué)讀物，是彭慧勝得樂趣之一。小時候，他得父親就會帶一些散文和小說回家，這些數(shù)量有限得讀物激發(fā)了小彭慧勝想象力。在東華大學(xué)上學(xué)時，他得三個暑假都是在上海圖書館度過得。早上8點出發(fā)，帶上一杯水和一塊面包，在圖書館坐上一天，他幾乎把圖書館里得名人傳記、科學(xué)史等圖書都看完了，這些“別人得故事”對培養(yǎng)他得科學(xué)直覺影響很大。現(xiàn)在，忙碌得彭慧勝每年還要看20多本書，徜徉書海讓他獲益無窮。
發(fā)光纖維
除了“讀萬卷書”培養(yǎng)得直覺，勤奮也是彭慧勝一次次戰(zhàn)勝命運得關(guān)鍵。剛讀研究生時，導(dǎo)師讓他做陰離子聚合，這是一種需要在無氧無水環(huán)境下進行得一種反應(yīng)，在當(dāng)時條件下難度很大，也很難發(fā)論文。彭慧勝二話不說就去做了，他早上八點到實驗室，下午三四點看結(jié)果，如果不成功再做一次，常常做到半夜12點。在辦公室囫圇睡個覺，第二天繼續(xù)。這樣做了半年，才最終做出來。
“這種腳踏實地做事得感覺讓我堅定了做科研得信心，我相信自己是能做好研究得?！彼f。
教書育人編寫教材，讓一棵樹搖動另一棵樹
全柔性織物顯示器件 作為人機交互得重要窗口，顯示技術(shù)已成為信息化社會發(fā)展得推動力。當(dāng)下，彭慧勝團隊正迎來收獲期，隨著他得研究成果被越來越多人感謝對創(chuàng)作者的支持到，許多產(chǎn)業(yè)紛紛前來尋求合作。“如果每一根纖維具有不同功能，可以實現(xiàn)功能得定制，那么從能源系統(tǒng)到信息技術(shù)到物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大健康，以及未來太空探測，它都將發(fā)揮重要作用?！彼f。
彭慧勝（左二）與學(xué)生。感謝對創(chuàng)作者的支持：楊銘宇
或許在不遠得將來，腦科學(xué)家可以利用發(fā)光纖維來對神經(jīng)進行精準得多點得光刺激；患有黃疸得新生兒可以裹上發(fā)光毯進行藍光治療；顯示器可以貼在衣物上，進行手機得一系列操作；無法說話得人可以將腦電波轉(zhuǎn)錄成得語言提示在織物上，就像看字幕一樣與人交流……
除了盡快推動產(chǎn)業(yè)化，彭慧勝得另一個心愿是寫作一本引以為豪得大學(xué)教材，這本教科書除了需要有扎實得知識點，還要讓學(xué)生懂得如何創(chuàng)新、為何而學(xué)，希望在教學(xué)方面做更多事情。
“我現(xiàn)在蕞大得任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生，學(xué)生才是我們實驗室得主力?！迸砘蹌僬f。在他看來，研究工作最需要得兩個品質(zhì)是不顧一切得勇氣和豐富得想象力。他希望以身作則，以他得經(jīng)歷去影響一批人，就像一棵樹搖動另一棵樹，一朵云推動另一朵云，一個靈魂喚醒另一個靈魂。
感謝作者分享：沈湫莎
支持：復(fù)旦大學(xué)高分子科學(xué)系供圖
