隨著能源問題的日益緊迫，人類亟需構建以可再生能源為主導的新的能源結構。在新能源儲存方面，可充電的金屬負極電池是一個嶄新的發展方向。這類金屬電極在能量密度方面具有顯著的優勢，卻無法控制電池充電時金屬的生長方式。為了解決這一問題，上海交通大學材料學院17屆本科畢業生鄭景旭引入了外延生長（epitaxy）的概念來調控金屬的沉積形貌，以鋅金屬負極為示例，使得鋅沉積/溶解的可逆性達到了99.9%，循環壽命達到了傳統鋅電極的100倍。論文以「Reversible epitaxial electrodeposition of metals in battery anodes」為題，發表在Science雜誌上發表，鄭景旭為第一作者。
文章簡介
新型儲能與可充電金屬負極電池
目前能源是人類社會面臨的關鍵問題之一，傳統化石能源被不斷消耗。有研究指出，石油資源將在未來約30年內枯竭，我們急需開發相關的科技，構建以可再生能源為主導的能源結構。然而，不少可再生能源的收集是間斷的，如太陽能和風能，到了夜間或無風之日則無法收集。因此，還需要可靠的儲能技術，將收集到的可再生能源以電化學的形式儲存起來，以便在任何我們需要的時候進行利用。
可充電的金屬負極電池是一個比較新的概念，相比於商用的嵌入式負極，這類金屬電極的最大優勢是在於能量密度高，但問題是，在電池充電時，金屬會以不可控的方式生長，也就是我們通常說的「枝晶」。這是很危險的，因為這種生長方式會讓金屬刺穿隔膜，導致正負極直接連接，發生短路——輕則電池失效，重則發生火災。
外延生長調控金屬電沉積形貌
這篇文章中，鄭景旭及同事引入了外延生長（epitaxy）的概念來調控金屬的沉積形貌。其靈感很大部分來源於在上海交通大學本科階段的研究。期間，他經常利用透射電鏡觀察金屬材料中的各種共格界面，這些界面是在冶金的過程中形成的，使得某一相（secondary phase）和基體（matrix）具有某種特定的位向關係。事實上，這種關係也可以在電化學沉積中實現。於是，他利用暴露特定晶面的基底（substrate），通過這種共格界面外延生長的方式，在原子級別調控金屬的電化學沉積，從而獲得了非常規律、平整的金屬沉積形貌。
文章以鋅金屬負極為示例，實驗結果顯示，鋅沉積/溶解的可逆性達到了99.9%，循環壽命是傳統鋅電極的100倍。
未來應用領域廣泛
可充電的金屬負極電池是一個極富潛力的領域。針對自己的工作，鄭景旭也做好了一些未來的設想。第一，在電池領域，他的這種方法可以拓展到所有利用金屬電極的電池體系中，例如鋰金屬、鋁金屬等等——這將給電池的能量密度和壽命帶來非常大的實質性的提升，提升程度甚至可能是數量級的。第二，在催化領域，能夠在原子的層面調控金屬的沉積形貌。這是一項基礎性的技術。雖然在文章中，他們主要以電池作了示範，但目前，鄭景旭也在持續努力，開發這項技術在電催化方面的應用。
作者簡介
以本次SCIENCE論文的發表為契機，鄭景旭首次以校友的身份接受上海交通大學材料學院材風新媒體的專訪。對於他的名字，很多交大人，尤其材料人，都不陌生——他的簡歷如同一個傳奇。在了解他論文的內容和成果之餘，筆者還有幸和他暢談了學習、工作和生活的各個方面。
就讓我們通過本期訪談，一起走近鄭景旭，看看能寫出SCIENCE的頭腦，到底屬於怎樣的一個人。
01 其人
鄭景旭其人，就如同他的經歷一般，令人驚訝，轉而又有驚喜。
當鄭景旭第一次回復消息，接受材風專訪邀請的時候，是在北京時間的下午3點40分，險些顛覆了筆者記憶裡中美12小時時差的常識。他解釋說，這是自己正常的作息，不必在意，於是便在大洋彼岸的凌晨，精神抖擻地和筆者交流起來。
他說自己比較習慣於晚上工作，早上休息，這是多年以來養成的習慣，從高中時候就開始了——因為晚上安靜，雜事比較少，辦事效率較高。「尤其是寫文章，夜深人靜時才文思泉湧。」鄭景旭如是說。
另外，他還提到，本科的時候的主要研究是利用透射電鏡表徵材料，所以晚上工作不用搶設備，並且擾動少，成像質量好。現在雖身在康奈爾大學，但情形也類似。所以如果要總結原因的話，一方面是出於個人的習慣，另一方面，工作上的需求也促使了這種作息習慣的長久養成和延續。
有別於一些對於科研大佬的刻板印象，鄭景旭是一個很健談的人，易於交流，為人隨和，和他溝通的過程令人十分愉快。或許，榮譽與高光在他身上留下的痕跡，已經隨時間轉化成了一顆不驕不躁、淡然豁達的心。
又或許，正是這種心境註定了他將收穫更多的高光時刻。
02 其成
鄭景旭本次被Science雜誌接收的論文，主要方向是關於電池金屬負極。
他說，這篇文章最初的靈感是來源於今年的1月，但更深層面上的源頭，是從本科期間在交大就開始積澱的。當時他在導師陳彬老師的指導下，開展透射電鏡的研究，積累了關於晶體的知識，才有了這篇文章的靈感，這是至關重要的。
鄭景旭花了一陣子時間工作，在3月份中旬寫好了文章，4月初便投了稿。「雖然研究進行的過程比較順利，但是投稿的過程比較煎熬。」他說。最開始覺得投Science只是試試看，導師之前也沒有發表過Science。但看到文章被送審之後，他反而緊張了起來。
「這是對心態很大的考驗，因為同時還在進行其他的工作，思想上老是牽掛著這篇Science投稿會耽誤其他事情，」他解釋說，「到了後期，其實心裡的壓力挺大。不過文章被接收的那瞬間，一切便煙消雲散了。」
鄭景旭表示，雖然這篇文章接收時是挺開心的，但其實遠不比2015年3月，也就是他大二第二學期人生第一篇SCI被接收時的興奮，甚至也不比2014年12月第一次操作透射電鏡的激動。
「這算是一個特別的體會吧。」鄭景旭說。
放在普通人身上，這種體會恐怕完全不能僅僅用「特別」二字來形容吧。一想到他那些從本科期間就累累的碩果，筆者便問起了他這麼多年來在學術探索之路上的心路歷程和心境變化。
「我覺得心境幾乎沒有什麼變化，」鄭景旭簡單地總結了下，隨後解釋說：「從上初中之後，其實只是一直在幹自己想幹事情。有些時候，人就是會對特定的問題產生好奇心。科研和生活裡其他的事情並無兩樣，想做的時候就去做，不想做的時候也不會勉強。」
他還補充道：「發表論文的感覺也是這樣，最終發與不發只是一個方面，更有意思的是這投稿的過程裡，心情起起落落，是很有意思的人生體驗。」
在學術成就方面，鄭景旭珍視自己的成果——但成果沒有改變他。
他還是他，是鄭景旭。
03 其愛
當人們開始知道一個人，緣由一定是他最為人熟知的特質；但當人們想要了解這個人，緣由一定是他身上能引起人好奇的反差性或矛盾性。
鄭景旭就能給人帶來這樣的反差感。他在科研之外，還有著廣泛的興趣愛好。在曾經交大學生年度人物的介紹中，就能得知，他從初中起練習美聲唱法，在高中合唱隊擔任領唱、獨唱的角色，獲得廣東省金獎，並通過了上海音樂學院聲樂九級考試（最高級）。在體育方面，他熱愛長跑，多次參加全程（42千米）或半程馬拉松比賽（21千米），半程最好成績為1小時38分。此外，他還通過了國家司法考試、證券從業人員資格考試、期貨從業人員資格考試、程式設計師考試（該次全國前50名）等考試。
於是筆者在採訪中問起鄭景旭，現在身在美國攻讀博士的他，這些愛好是否都還有繼續，或者有沒有什麼新的愛好。
「都還有繼續，」他給了一個非常肯定的答覆，「前幾個月剛發表了一篇法律方面的論文。這周末打算去紐約跑馬拉松。關於新的愛好，大概是開車吧，如果算的話。美國這邊高速路上車比較少，開起來很爽快，我喜歡開長途去各種神奇的地方玩。」
我們可能都驚異於他充沛的精力，能分割出不少時間留給愛好。但鄭景旭卻說：「科研本就是我的愛好之一，大概和我的其他興趣是平行的關係。」
他比較喜歡集中地高強度地開展一段工作，然後再放鬆一段時間。在那段工作的時間裡，他幾乎會全身心專注於業務；而在放鬆的期間，就會全身心做其他事情，幾乎不會去想工作。對他而言，這二者之間的轉化是自然的，純粹取決於那時的自己想做什麼。
世上能有多少人，從事的工作恰好是愛好呢？世上又有多少人，在把愛好轉化成工作之後，又堅持努力不言厭棄呢？
所以這世上，才沒有多少鄭景旭啊。
04 其源
採訪接近尾聲，鄭景旭同筆者聊了會兒母校。交大材料學院是鄭景旭開始正式科研的起點，也是很多思維和學習方法養成的地方。
「我在交大，收穫有非常多，很難說出最大的收穫是什麼。一定要概括的話，大概有兩個方面。第一是學校開設了豐富的課程，所以大一大二的時候我選修了很多通識課，這既滿足了興趣，也有助於培養普遍性的思辨意識，不囿於專業。第二方面則是遇到了許多幫助過我的老師和同學——尤其是陳彬老師，在此我也想特別感謝一下他！」
「一路之上，貴人相助，」鄭景旭感慨道，「飲水思源，不勝感激！」
如今他在康奈爾大學深造，在心儀的導師麾下做著心儀領域的探索，但仍對交大存著深深的感恩之心。「交大的科研設備還是比較先進的，康奈爾的設備不少還是上個世紀購置的，有些還是從我老家深圳買的，」鄭景旭笑說，「交大的同學要珍惜國內的硬體條件啊！生活上差別其實不大，國內的生活條件要更好些，尤其是美食。」
最後，筆者問起他對在科研生活中掙扎的學弟學妹們有沒有什麼寄語，鄭景旭恢復了正經，吟了幾句詩，出自毛主席的《七律·到韶山》：
「為有犧牲多壯志，敢教日月換新天。喜看稻菽千重浪，遍地英雄下夕煙。」
05 結束語
受限於時間與空間，很遺憾此次未能和鄭景旭有一個面對面的交流，訪談的內容主要由在線上的交流完成。但是隔著屏幕，筆者也能從他有條不紊的講述，和撲面而來的善意中，感受到對方人格魅力的冰山一角。
他說此次文章收穫Science是一個獨特的體會，那我們能借著這次機會了解到他的故事，又何嘗不是一次獨特的體會呢？
我們看著鄭景旭大步流星地朝更遠的前方走去了。
同時我們也相信，還有很多他，也已經走在路上。
來源：上海交通大學材料學院
文章連結：
https://science.sciencemag.org/content/366/6465/645/tab-pdf