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两获“科技奥斯卡奖”!这个山东姑娘选择回国效力

2023-06-27 09:03:01    来源:科学网微信公众号

2019年12月,美国加利福尼亚州圣马特奥县,一场镁光闪烁的颁奖典礼拉开了序幕。

在一众《财富》500强公司、世界著名高校和国家实验室的列席代表中,藏着一个略显青涩的身影。她一身中规中矩的黑套装,扎了个简简单单的马尾,在西装革履和衣香鬓影间,显得有些格格不入。刚刚还跟她一起吃饭的一位女士,换了套礼服就不再理她了。


(资料图片仅供参考)

“后来才知道,人家以为我不尊重这个大奖。”回忆起这一幕,她有些不好意思地笑了。

这是一位中国女生,名叫种丽娜,当时正在美国阿贡国家实验室材料科学与工程部工作。她提出了一项关于氢燃料电池的新技术,深受美国能源部(DOE)重视,还设立了专门研究小组进行开发,相关论文后来发表在顶级学术期刊《科学》上。

也是凭借这一成果,年轻的种丽娜收获了美国科学技术创新奖(R&D 100大奖)。这是一个面向全球,极具声望的奖项,被誉为科技创新界的“奥斯卡奖”。

种丽娜2019年领奖现场(受访者供图,下同)

有趣的是,这样的荣誉竟然还会“复制粘贴”。

2022年,种丽娜再度站上了R&D 100大奖的领奖台。一年后,相关成果也再次发表在《科学》杂志上。

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场景似曾相识,不同的是,这位优秀的青年女科学家已经回到母校上海交通大学,成为一名长聘教轨副教授。再次登上领奖台的她,也褪去了几分青涩,显得自信从容。

解决具有挑战性的科学问题

种丽娜的两项重大成果,一个是“制氢”,一个是“用氢”,既有关联,又相对独立。

第一项研究,一言以蔽之,就是为氢燃料电池的关键催化剂找“平替(平价替代)”。当前氢燃料电池中最为广泛应用的商业催化剂是铂基贵金属材料,储量低、价格贵,还容易引发小分子中毒。而种丽娜开发出了一种新型超低Pt协同催化剂,能在电池中长期运行并产生比较理想的电流,铂用量降低到商业用量的1/10!

在此之前,美国政府已经在相关领域投入了数十年研究,但氢燃料电池中铂的用量一直居高不下。因此,美国能源部高度关注种丽娜的工作,还鼓励她去申请R&D 100大奖。

这是一个面向全球科学家的科技创新大奖,每年在各领域知名专家学者的上千个项目中,从科技突破、独特创新及可实用性3个维度,评选出100项具有重大创新商用价值的技术。申请者高手如云、竞争激烈,以至于种丽娜最初根本没敢抱什么希望,直到被邀请出席颁奖典礼时,她都晕乎乎的,没来得及做些领奖相关的“攻略”。

最近发表的这项成果,同样是找“平替”。她开发的纳米纤维钴尖晶石催化剂,克服了传统的质子交换膜水解槽对铱、钌等贵金属催化剂的严重依赖,实现了非贵金属阳极催化剂的高效稳定运行。这项成果有望大幅降低制氢的成本,助力氢能的大规模商业化应用。

2022年,这项成果还没公开发表,种丽娜就凭借它再次问鼎了R&D 100大奖。

除了两次获得“科技创新奥斯卡奖”外,种丽娜还获得过另一项含金量满满的荣誉:Maria Goeppert Mayer Fellow(玛丽亚·戈珀特-梅耶高级学者)。

玛丽亚·戈珀特-梅耶是一位女性诺贝尔奖获得者,这个以她命名的荣誉称号旨在鼓励全球的优秀青年学者,竞争之激烈,同样不难想象。

那一年,全美高校和科研机构只有两个人获得这项荣誉,其中一个就是种丽娜。评委对她的评价这样写道:“Lina(种丽娜)最令人印象深刻的特点是专注于解决具有挑战性科学问题的态度,她是我见过最勤奋、最执著的研究者之一。”

有人告诉种丽娜,近20年间,她是唯一一个获此荣誉的中国女性。

种丽娜

得遇恩师,踏上科研之路

如果只看这些成就,你很难想到,这样一位女科学家也曾有过那样“不自信”的曾经。

种丽娜出生在山东省枣庄市,本科和硕士研究生都是在地方普通高校读的。

2012年,她鼓起勇气,决定报考上海交通大学的博士研究生。结果因为一封所谓的“推荐信”,她险些与梦想失之交臂。

在种丽娜尚不知情的时候,她未来的导师曾小勤正颇费踌躇。这个报考自己的女生笔试成绩不错,高出第二名几十分,但她的推荐信中有句“爱玩,不爱学习”的评语,让人有点摸不着头脑。

既怕招来一个不爱学习的弟子,又怕误解了这句评语,错过一个优秀学生。琢磨良久,曾小勤决定给种丽娜所在学院打电话做“背调”,她找学院领导等人了解情况后,发现大家对这个学生评价不错,才放心把她招进门下。

种丽娜后来才知道这段有惊无险的往事,她不禁感叹:“这是我人生的转折点,如果没有曾小勤老师的知遇之恩,我或许真的就气馁、放弃了。”

因为过往履历不够靓丽,读博期间,种丽娜做事说话都不是很自信。另一位导师邹建新教授注意到了,便来找她谈话,还列举了很多科学史上的成功者鼓励她:“你看,非名校出身,最终取得杰出成就的人很多,你要有信心,相信自己。”

老师们的鼓励带给种丽娜极大的动力,博士二年级时,她已经研发出一些新材料,发过几篇文章,还拿到了国家奖学金。上海交通大学有很多国际交流机会,邹建新老师鼓励她争取一下出国访问。

种丽娜此前从未走出国门,她想着,哪怕就出去玩一趟也是好的,便联系了著名的美国阿贡国家实验室。在这里,她遇到了人生中又一位贵人:信任她栽培她的导师刘迪嘉教授。与最初“玩一趟就好”的设想不同,她拿到上海交通大学的博士学位后,继续在阿贡国家实验室做博士后,后来又作为Maria Goeppert Mayer高级学者开展工作。这一呆,就是8年。

种丽娜和导师刘迪嘉在实验室做实验

阿贡国家实验室的研究人员多数是功成名就的大科学家,年轻人寥寥无几。与那些已有家室,早晚按时上下班的同事不同,种丽娜常常一整天都呆在实验室工作。

没过多久,这个勤奋的中国姑娘成了这里的“团宠”。很多大科学家都很喜欢她,认识的不认识的,有事的没事的,总有人到她办公室或实验室找她聊天。他们给种丽娜带来了许多前所未闻的知识,和更加开阔高远的眼界。

刚到这里时,种丽娜还担心自己的语言障碍,不敢和别人讲话。但前辈们鼓励她说,“在外国人中,你的英语已经讲得很好了。”

在这样的环境里,种丽娜迅速成长起来,蜕变成一个能担当重任的、成熟的科技工作者。

把技术、想法和梦想带回祖国

2021年,种丽娜决定回国发展。

中国工程院院士、上海交通大学氢科学中心主任丁文江告诉她,国内的氢能源材料领域发展非常迅猛,能为青年科学家提供良好的科研平台。

听到这里,种丽娜的心动了。

在为美国能源部和阿贡国家实验室工作的这些年里,她总是整天在实验室待着,很少走出来和外面的人接触。但如果回到自己的祖国,就不会有这种无形的距离感,就能重新生活在人间烟火中。

“尽管我之前的专利留在了美国,但我有技术、有想法。那两款材料都是我发明的,存在的问题也好、潜力也好,我心里都有数。如果能把它们应用在我们中国的场景里,能亲眼看到它们发挥作用,我会更加开心!”种丽娜对《中国科学报》说。

她期待着在国内做出一套产品,提供给国内的企业,把它应用在新能源车辆上,获得真实场景中的数据。

尽管新技术在很多方面还不够完备,尽管实现真正的商业化还任重道远,但种丽娜谈起这些时,整个人焕发着自信的光彩:“这是从‘0’到‘1’的进步,我们已经迈出了这一步。”

论文链接:

https://www.science.org/doi/10.1126/science.ade1499

https://www.science.org/doi/10.1126/science.aau0630

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