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WILEY人物专访—南开大学周震教授

简介
本周末WILEY人物访谈我们对话的是南开大学周震教授。访谈中周老师对高性能计算进行了介绍与展望,认为未来基于大数据与机器学习的人工智能研究范式将深度参与科学研究,目的和方向更明确,将大大加快新能源材料的研 ...

本周末WILEY人物访谈我们对话的是南开大学周震教授。访谈中周老师对高性能计算进行了介绍与展望,认为未来基于大数据与机器学习的人工智能研究范式将深度参与科学研究,目的和方向更明确,将大大加快新能源材料的研发进程。作为一名科研工作者,工作与生活几乎融为一体,但是工作之余,周老师还是建议通过运动锻炼身体,进而可以更好更努力地工作。周老师建议青年学生从研究生阶段开始就要相对独立开展科研工作,虽然过程会很艰难。每天都过得辛苦一些,说明每天都在成长,没有虚度光

周震,南开大学材料科学与工程学院教授、博士生导师,南开大学新能源转化与存储交叉科学中心副主任。主持(含已结题)863计划、国家自然科学基金重点项目、重大研究计划培育项目及面上项目共10余项,通过高性能计算与实验相结合揭示了二维材料储能特性,构筑了兼顾高功率密度和高能量密度水系超级电容器和锂/钠离子电容器,并指导设计了系列钠/钾/镁离子电池新材料;首次提出了基于CO2电催化转化的储锂新机制,据此设计多种储锂新材料,并构筑了可充电Li-CO2电池储能新体系;设计了多种空气电极催化剂,发展金属锂负极保护的新策略,优化了锂空气电池综合性能。在Chem. Soc. Rev.、Prog. Mater. Sci.、J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.Adv. Mater.等期刊上发表论文300余篇。论文被他人引用18000余次,h-index为81。2014-2019年连续六年入围 “爱思唯尔”中国高被引学者榜。2018和2019年入选“科睿唯安”全球高被引科学家。2019年被评为天津市优秀科技工作者。2020年入选英国皇家化学会会士(FRSC)。现为Journal of Materials Chemistry A、Materials Advances和Green Energy and Environment副主编、JPCA/B/C、《过程工程学报》、《电化学》和《电源技术》编委以及中国电子学会化学与物理电源技术分会第八届委员会委员。

Introduction

MVC: 您能否简单介绍一下课题组的工作?

ZZ: 我们课题组主要研究新能源材料化学,比较有特色的是,把高性能计算与实验结合起来,在理论计算的指导下,开展新能源材料的设计制备及新型能源储存体系的构筑,为提升储能器件能量密度、功率密度和安全性能提供解决方案。我们通过计算与实验相结合揭示了二维材料储能特性,构筑了兼顾功率密度和能量密度水系超级电容器和锂/钠离子混合电容器,指导设计了系列锂/钠/钾/镁离子电池新材料;首次提出了基于CO2电催化转化的储锂新机制,据此设计多种储锂新材料,并构筑了可充电Li-CO2电池储能新体系;设计了多种空气电极催化剂,发展金属锂负极保护的新策略,优化了锂空气电池综合性能,为发展下一代电化学储能体系开辟了新途径。

MVC: 当您还在上学的时候,您想未来从事什么职业?是什么把您吸引到科学领域的呢?

ZZ: 在爱做梦的年龄,有一段时间我疯狂地爱上了体育运动。虽然没有运动天赋,但特别喜欢观看体育比赛,所以那个阶段我的职业梦想是做一名体育记者,可以很方便地近距离观看体育比赛。在上大学和大学毕业等关键节点,我母亲及时提醒我,“你小时候的梦想是当科学家”。小时候不知道什么场景下说一句话,被我母亲牢牢记住,时常把我从梦想拉回现实,激励着我回到实现梦想的轨道,尽管前方荆棘遍地。真正步入科学研究领域却是一个慢慢积累的过程。本科就读于南开大学时,我选择了应用化学专业,因为想学有用的本领。读研选择研究方向时,偶然听到了时任老所长的报告,主要讲氢能利用,特别生动,深深吸引了我,就决定要读新能源材料化学方向的研究生。这个选择今天看来还是非常前沿的方向。

MVC: 您觉得对您的职业影响最大的人是谁?

ZZ: 从本科生、博士后到独立工作,求学与工作路上的每一位导师和前辈都是我的指引者,家人和朋友在职业生涯的关键时期都给予我巨大的支持与鼓励。在科研道路上能有信心坚持到今天,我最要感激的是博士后合作导师,日本金属学会前会长、名古屋大学的森永正彦教授。博士毕业后自己独立做科研,特别迷茫,特别苦闷,一度都要放弃了。真是机缘巧合,让我在博士后期间加入了森永研究室,接触到材料计算模拟与设计,顿时感觉科研的世界为我打开了一扇大门。那个时候经常做梦都在琢磨计算问题,经常跃跃欲试想回国独立开展研究工作。尽管回国以后我关注的材料不再是金属和陶瓷,而是低维新材料,计算与实验结合的研究思想一直指引着我的研究。森永先生对生活和科研的态度以及实验室的运作模式都对我回国独立开展科研工作产生了巨大影响,所以常常心存感激。

Main field of interest


MVC: 您的研究组对于高性能计算领域研究的未来有什么兴趣?您对其在指导新能源相关研究的前景有何展望?

ZZ: 我们课题组的研究一直离不开高性能计算。早期通过高性能计算,预测材料的物理和化学特性。现在基于数据库,通过高通量筛选来发现新材料,通过机器学习揭示材料结构与性能之间的复杂关系,来缩小试验范围,指导实验的开展,逐渐告别“炒菜”式的材料研发模式。未来基于大数据与机器学习的人工智能研究范式将深度参与科学研究,目的和方向更明确,将大大加快新能源材料的研发进程。

MVC: 您觉得您对什么类型的文章会很有兴趣?

ZZ: 作为作者我每年要发表多篇论文,作为编辑我每天要处理很多稿件。我对创新性高的文章更感兴趣,因为科研就是求新求深的过程。要么新,在重要领域做出原始创新成果,这是我们不懈的追求。要么深,在相关研究领域深耕细作,对某一重要问题获得更深刻的认识和理解。

Work life balance


MVC: 科学工作之余,您如何平衡生活和工作?您最大的爱好是什么?

ZZ: 我的时间都是围绕科研安排的。笔记本电脑随身带,走到哪里,只要有时间就可以打开电脑开始工作,工作与生活融为一体了。我最大的业余爱好是足球。上学时很多时间用在了踢足球、看足球。工作后觉得年龄大了,工作忙了,有十多年时间只是偶尔看看足球。最近5年来我又重返绿茵场,在学校我们每周都会踢一场足球,外出开会,我们也经常组织足球比赛。通过运动可以锻炼身体,觉得自己变年轻了,能更好更努力地工作。

Advice to youth


MVC: 您认为什么是科学工作者最重要的品质?您对有志从事科学研究的青年学生有什么建议?

ZZ: 科学工作者最重要的品质是科学精神。科学是求真务实的。做科学要排除外部干扰,包括个人的利益,去追求真实的东西。青年学生是人生成长非常重要的阶段,是从被动接受知识到主动学习创造知识的过程。从研究生阶段开始就要相对独立开展科研工作,这个过程开始会非常困难,转变也会非常痛苦。但要坚持,每天都过得辛苦一些,说明每天都在成长,没有虚度光阴。

MVC: 您能否用简单的几个英文单词形容下拥有快乐的实验室生活的关键

ZZ: Dream, persistence, optimism, and team.

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