從初窺學術殿堂的門逕到越走越深,曾術茂對新能源的熱愛已經到了痴迷的地步。之所以如此,一方面是因為興趣愛好,另一方面則是因為使命和責任。他說,自己的使命就是以新能源為切入點,著力解決國家「燃煤之急」,為「能源安全」和「綠水青山」貢獻一份力量。
「志存高遠,腳踏實地;不念過往,不畏將來。」從那個對物理和化學充滿熱情的高中生,到如今在新能源領域找到人生奮鬥方向並取得初步成績的「學霸」,材料與能源學院2015級本科生曾術茂在成電的這四年過得很充實。
本科期間共發表了6篇SCI論文,其中,有4篇是第一作者論文,影響因子累計達到16。現在,他被保送至中科院國家納米科學中心繼續深造。距離夢想又近了一步,但是,他仍然不斷告誡和激勵自己:「任重而道遠,必須再接再厲!」
1、啟夢:因夢想與成電結緣
曾術茂在高二時就在思考自己的人生方向。那時,作為一枚理科生,他對物理和化學尤其喜歡。在一次化學課上,他了解到了新能源在解決能源危機和環境危機方面的重要意義,於是,懵懵懂懂地意識到,這或許就是自己的理想所在。
後來,他逐步關注了解到更多信息,更加深刻地認識到中國能源安全的現狀、問題和國家戰略需求,也從新聞報導中了解到中國對煤炭的消費量過大造成「十面霾伏」的巨大環境壓力,以及中國在石油戰略方面受到西方發達國家的戰略壓力。
這種認識,使他更加篤定自己的夢想,那就是從新能源入手,尋求破解之道。高三接近尾聲,如何填報志願的問題擺上議事日程。他查閱了許多資料,了解了許多開設了新能源相關專業的大學,覺得電子科技大學在該領域出類拔萃,讓自己十分心動,於是果斷報考,把新能源材料與器件作為自己的第一志願第一專業。
時至今日,他還清晰記得高考後的那個暑假,有一天早晨當他打開手機看到高考成績和錄取結果時內心的激動。就這樣,他與成電結緣了——成電成了他的夢想的新起點。
在學院導生張昌華的鼓勵和幫助下,大一下學期,曾術茂順利加入了長期致力於燃料電池以及儲能鋰電池相關研發工作的李廷帥副教授團隊,從此開始,他從一個科研的「門外漢」逐漸走進了新能源的宏偉學術殿堂。
2、成長:從零開始成為「學霸」
「萬事開頭難。」基礎知識空缺、英語水平不足,是一個科研「萌新」面臨的巨大挑戰。但是,曾術茂並不會被困難輕易打倒,他在刻苦的學習和實驗中,充分利用圖書館的資料,大量閱讀文獻、認真記筆記。每次閱讀,他都帶著問題有目的地搜尋,以提高利用文獻的效率。
剛看到好幾千字的英語論文,還有複雜的物理公式,以及令人頭昏眼花的物理場,他頓時心裡發怵了。但是,在徐民師兄的幫助下,他學會了如何看論文、如何操作軟體。徐民耐心地給他講解燃料電池的相關理論,使他慢慢入門。
「有時候,我會問一些很幼稚的問題,比如電解質的電導率是多少,把師兄氣得很慘,他狠批我一頓,勒令我多看論文,還給我安排論文分享報告,讓我一個大一新生向研究生講論文。」徐民還多次「敲打」他,讓他堅持不懈地到實驗室學習,不許有絲毫懈怠!
現在回憶起這些「慘痛」經歷,曾術茂只有感激。他說,「能遇到這樣好的老師和學長,我深感慶幸,他們的寬容和引導,讓我慢慢地進入了科研狀態。」此後,李廷帥副教授開始讓他接手大學生創新設計的課題。他接到的第一個項目,就是研究氣孔率對燃料電池熱應力分布的影響。
氣孔率是燃料電池繞不開的一個話題。此前,學院有一位師兄已經用理論研究的方式探討過這個物理量並發表了一篇SCI論文。曾術茂發現,以前的研究只考慮了傳質領域的問題,而沒有把問題進一步推向電化學和力學領域。他意識到,氣孔率的變化會導致電化學反應能壘和活性位點的變化,還會對電池組件的力學性質造成很大的影響。
從這個角度出發,他深入研究並計算了燃料電池的熱應力分布以及氣孔率對燃料電池熱應力分布的影響。稿件投稿後,很快被《國際氫能》發表。巧合的是,此前那位師兄的文章也是發表在這個期刊。
3、挑戰:「導師一次性布置了三個課題」
做第一個課題,其實並不順利。曾術茂幾乎每天都會看到電腦上顯示「Error: the solution has failed.」他只好一遍又一遍地改參數、改物理場、改求解器,甚至有時候感到茫然。直到2017年初,他再去算的時候,電腦上終於成功給出了結果。
這次做課題的經歷,讓他明白了做科研的艱辛,也讓他體驗到了「山重水複疑無路,柳暗花明又一村」的驚喜。他說,「一件事情只要有成功的可能,就要堅持不懈地做下去,直到獲得成功。」後來,他在上《概率論》課程的時候,任課老師竟然用數學方法對燃料電池的熱應力分布進行了嚴格證明,這讓他大開眼界:原來學術是一個如此精彩的世界!
此後,他在課題研究中逐漸總結經驗,想各種辦法讓計算快、更方便。他開始意識到,網格和迭代方法對計算效率十分重要,於是他逐漸將網格精細化,同時不斷迭代以前的求解結果,從而讓科研的工具更先進、運用更成熟。
對於曾術茂的工作,李廷帥副教授看在眼裡,十分欣賞。後來,他一次性給了曾術茂3個課題,分別是「硫毒化對燃料電池熱膨脹行為的影響」「大電流下電極剝離行為的力學解釋」和「不同連接件和電極的接觸方式對電池熱膨脹行為的影響」。布置任務時,他特意對曾術茂「加壓」:「你仔細做,反正這些都是你的!」
挑戰巨大,但曾術茂已然臨危不懼。他瘋狂查文獻,然後設計計算方案。進入「忘我」狀態後,他甚至感覺周圍的一切都與自己無關,腦子裡每天想著課題,做夢也是模型的收斂曲線。「那是我最充實、最美好的一段時光!」他說,「科研讓人忘卻煩惱、忘掉一切,這實在是一種美妙的狀態!」
圍繞這三個課題,他又發表了5篇SCI論文。在此過程中,李廷帥副教授經常指點曾術茂怎樣去自己發現問題、分析問題、解決問題。對此,曾術茂說:「李老師沒有具體教我如何計算,但他從更高的層面培養我的科研思維,這種科研方法的訓練使我受益終生。」
4、新途:矢志新能源開啟新徵程
隨著對能源領域的更深了解,曾術茂意識到,只做數值模擬可能還不夠,雖然數值模擬能從理論層面對宏觀問題給出一些解釋,但要真正做出改變世界的新材料,讓科研成果更快地發揮它的價值,非進行實驗不可。而實驗領域又包括了更廣泛的內容,這就需要自己做出更多的努力、探索更廣闊的世界。
大三結束後,曾術茂被中科院國家納米科學中心智林傑研究員看中,從而獲得進一步深造的機會。智林傑在富碳納米材料的構建與結構控制、高性能富碳納米材料、富碳納米材料在能源與環境領域的應用等方面具有很深的造詣。曾術茂相信,在智林傑老師的指導下,自己將在新能源領域開闢一片新天地。
在成電四年,曾術茂收穫了不少鮮花與掌聲。他榮獲四川省優秀畢業生,連續三年專業排名前三,獲國家勵志獎學金2次、人民一等獎學金1次,發表SCI論文6篇。而這個過程,同時也是他不斷否定自己、超越自己的過程。
「人總是在不斷的批判和否定中前進,在曲折迂迴中看似好像又回到逐夢的起點,其實是邁上了一個更高的臺階。人生正是由無數個大大小小的目標或者夢想構成的。」他說,「我將永遠感激成電,感激在我逐夢道路上遇到的領路人,是他們給了我學習的機會和向前發展的可能!」
來源:電子科技大學 文 | 學生記者團 楊棋凌 謝欣桐 編輯 | 李果