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【国家优青自然科学基金获得者】胡方圆:用电化学让我国无人机飞的更远

2022-12-12作者:王增强

为了保证实验效果,她曾连续11天住宿在实验室;为了让学生继续求学路,她主动垫付学费;为了让博士生坚守科研梦,她放下手中的一切与学生促膝长谈5个小时。她对科研保持敬畏和好奇,对学生充满爱护和尊重,是教育部首批“全国高校黄大年式教师团队”的核心成员,是辽宁省“兴辽英才计划”青年拔尖、大连市“青年科技之星”,她是大连理工大学破格提拔的年轻教授胡方圆。

释放电化学潜能 服务国家能源领域重大需求

胡方圆所在的蹇锡高院士团队,围绕新型高性能高分子材料的设计、合成、改性及工程化开展研究,曾两次获得国家技术发明二等奖和中国专利金奖。

围绕国家能源领域重大需求,胡方圆敏锐地捕捉到电化学储能可解决日益严重的能源危机和环境问题,而高性能电极材料是核心关键之一。她说“科研应从国家急迫需要和长远需求出发,选择自身研究方向。科技创新不能仅凭兴趣,更应怀着敬畏心和使命感,立足于解决实际问题。”在团队前期工作的基础上,胡方圆通过在分子层次对电极材料微观结构进行科学调控,并发展有效合成策略和方法实现可控制备,大幅度提升了电化学性能,这一成果进一步拓展了新型高性能高分子材料在能源领域的应用。

解决高续航能力及长寿命需求。“按照计算数据,我们开发的高性能锂硫电池电极材料比商品化材料的容量提升了62%,并且使用寿命更长、重量更轻。”胡方圆介绍说,如果将这一技术应用于无人机,飞行距离可提升1.5倍;若应用于电动汽车,经过400次充放电,容量仍能保持99%。

解决快速启动及高安全需求。胡方圆创制了新型高性能刚性芳杂环高分子基电极材料和聚合物电解质,并采用高性能树脂作为外壳体,获得了综合性能优异的混合型离子电容器。混合型离子电容器是现有超级电容器的加强版,根据测试数据,这一技术若应用于超级电容公交车,在每次充电时间相同的情况下,将是现在运行距离的5倍。不仅如此,胡方圆正积极构筑智能化能源器件,实现原位实时监测,进而获得兼具高能量、高功率、高安全、长寿命的智能化电化学能源器件。

为助力“双碳”战略目标,推进科研成果尽快实现应用,胡方圆目前正在积极推进高分子基电化学能源材料与器件的工程化研究,力争实现工业化量产,有望大幅度提升产品的能源使用效率。

与学生亦师亦友 做探索科学世界奥秘的引路人

学为人师,行为世范。胡方圆希望学生脚踏实地,她总是告诫学生“大事作于细、难事作于易。春种秋收,夏耕冬藏,播种和收获本就不在同一个季节,应学会在孤独中修行,在困境中成长”。而她也同样如此要求自己,一次实验出现异常现象,为此她重新设计实验以验证猜想,连续11天住在实验室以探究问题根源。她说,科研就是发现问题、解决问题的过程,所以问题是最好的老师,会启发人思考并磨炼意志。

良师益友,做引路人。胡方圆遇到家里有困难的学生,会主动帮学生垫付学费,她说“谁都有走在低谷的时候,赶上我恰好还有力气的话,能帮就帮一把”。曾有一位博士生在面对学业科研问题时,出现了畏难且焦虑的情绪,她立刻放下手中工作,与学生谈心谈话5个小时。该学生已发表了5篇高质量SCI论文、获校优秀研究生并顺利获得博士学位。在她的认真指导下,研究生获国家奖学金3人、校优秀研究生及优秀毕业生6人。胡方圆常说:“为社会培养人才,这才是我工作的意义与价值所在。”

每年9月的新学期,她都会为小组内的研究生讲“开学第一课”,立足于当前的国际国内形势,和同学们分享研究前沿及趋势、科技面临的关键问题、如何调整成主动学习的思维和状态等等。她特别关注学生思想动态与心理状况,通过日常交流与阶段工作总结,了解学生的思想情况,加强人文关怀,以平等的身份面对学生,真正地为学生发展考虑。

胡方圆从来不认为自己有什么过人之处:“如果说当前取得了一点成果的话,可能是因为我把教书育人和科研当成了一种习惯。我所在的材料科学与工程学院,人才济济,我只是其中一位普通的教师。”

面向未来,胡方圆说:“对我而言,教学、科研道路才刚刚起步,后面的路还很漫长,但是我将百折不挠,不遗余力地去探索科学世界的奥秘。”

来源:党委宣传部 新闻中心
审核:赫铭

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