Carbon Energy人物专访—白正宇教授

01.

人物介绍

白正宇，博士，教授，博士生导师，国家基金委优秀青年基金获得者，河南省高校科技创新团队带头人。2010年，毕业于河南师范大学获得博士学位，2016年，在加拿大滑铁卢大学从事博士后研究。主要研究方向为绿色新能源纳米结构材料、新型能量或物质转化电催化剂，包括燃料电池、金属-空气电池、二氧化碳和氮气还原等电催化材料的绿色仿生合成及性能研究。主持国家优秀青年基金、面上项目、青年基金等国家项目3项，主持河南省高校科技创新团队支持计划、河南省基础与前沿技术研究等省部级项目4项。在Nat.Commun.、 Angew.Chem. Int. Ed.、 Adv. Mater.、 Adv. Energy Mater.、Adv.Funct. Mater.等国际刊物发表SCI收录论文80余篇，3篇为ESI高被引论文，4篇为封面论文。研究成果分别被Nature Review Materials 作为研究亮点专题报道、受邀在Wiley等官方网站进行视频报道。获授权发明专利12件。受邀在国际和全国学术会议作邀请或主题报告8次。2018年获第四届国际电化学科学与技术大会（EEST2018）“杰出青年学者”称号。

Q1

您能否简单介绍一下课题组目前的主要研究工作？

课题组依托绿色化学介质与反应教育部重点实验室、科技部绿色化学与电源材料学科创新引智基地（111引智基地），主要研究方向为绿色新能源纳米结构材料、新型能量或物质转化电催化剂，包括燃料电池、金属-空气电池、二氧化碳和氮气还原等电催化材料的绿色仿生合成及性能研究。仿生设计合成系列工程化细胞，提出了基于活体细胞内腔原位合成催化剂的新方法，可作为人体植入式燃料电池，用于心脏起搏器等生物医用装置电源。响应“碳达峰，碳中和”号召，多管齐下，直指“利用清洁能源解决可持续发展”的问题。

Q2

谈谈您对Carbon Energy的看法和期望。

在Carbon Energy期刊创刊之初，我就对其持续关注。Carbon Energy作为温州大学和国际著名出版集团WILEY联合主办的旗舰期刊，秉承WILEY严谨的办刊宗旨，执行严格的同行评议原则，以最高质量作为发文标准，发表前沿科学论文。Carbon Energy 期刊2019年入选中国科技期刊卓越行动计划-“高起点新刊”项目，之后被CAS、ESCI、DOAJ等数据库收录，其传播范围、显示度和学术影响力日益扩大。

希望Carbon Energy立足国内材料学科发展，勇于赶超国际学术期刊，成为国内外优秀科研成果展示的高端平台、国家重大科研战略的助推器和广大科研工作者认可的科研工具。为我国新材料、新能源领域的优秀科技成果走向世界搭建桥梁。

Q3

在您的学术经历中对您影响较大的人是谁？

毫不避讳的讲，我是一个河南师大毕业的土生土长的土博士。作为一所近百年的师范院校，师大始终以“师范”二字为传承，也有很多秉承“学高为师，德高为范”的杰出老师给我以指导和帮助。博士师从杨林教授，杨老师渊博的知识、严谨的治学态度、忘我的工作精神，使我受益匪浅，是我终生学习的楷模。后来，师大给我机会让我到加拿大滑铁卢大学从事博士后研究，师从加拿大最年轻的两院院士陈忠伟教授，使我实现在燃料电池催化材料领域研究的又一次飞跃。陈院士的团队是一个团结而又充满创新活力的团队，在这里，我看到了多研究方向的协同、融合及发展。也正是受此启发，并在陈院士的帮助下，我在继续增进自己对贵金属氧还原催化体系理解的同时，又将视野拓宽至非贵金属催化体系。为今天团队更为广泛的研究方向奠定了基础。

Q4

目前为止，您最自豪的工作是什么？

说到自豪的工作，我希望它正在路上，也许在不久的将来。就以往工作来看，我们于2019年发表在Angew. Chem. Int. Ed.上的一篇题为“In Situ Engineering of Intracellular Hemoglobin for Implantable High Performance Biofuel Cells” 的文章是我印象比较深刻的。在这篇工作中，受生物体机制启发，我们设计将具有弱电催化性能的红细胞与羟基磷灰石原位组装，合成了具有多活性位点协同的、性能优异的新型氧气还原反应（ORR）电催化剂，首次提出了基于活体细胞内腔原位合成催化剂的新方法。我们依据纳米生物技术和细胞的生理特性，设计通过利用环境友好的红细胞和无机盐原材料，采用室温分步渗透法，实现了细胞内含有超小纳米羟基磷灰石与血红蛋白结合的工程化红细胞（NERBCs）的原位绿色合成。研究结果表明，将该工程化红细胞应用于模拟人体血液成分的工作环境，可作为植入式体内生物燃料电池的氧还原催化剂，展示出优异的催化性能，达到了该领域国际一流水平（如图1）。该工作首次提出了基于活体细胞合成新型催化剂的绿色合成方法，为生物燃料电池催化剂的发展提供了新思路。这一成果不仅在发展纳米调控人体单细胞功能方面有重要理论意义，而且为心脏起搏器等植入式生物装置提供新型电源方面发展了新策略。该成果被国际顶级期刊Nature Review Materials以“生物燃料电池：由血液发电”（BIOFUEL CELLS: Powered by blood）进行了专题亮点评述。

图1 NERBCs组装生物燃料电池示意图

Q5

作为导师，您更注重于培养学生哪些方面的能力？您认为优秀的学生应该具备哪些素质？

作为导师，我比较重视学生的学习能力培养。平时就注重引导学生要做学习的主人，要有计划意识，做到惜时高效，治学要严谨，思维要缜密。重规范，重落实，具有发现问题、提出问题、分析问题、解决问题的能力，能不断探索改善学习方法，形成学科思维能力和自我决策能力。这样才能从容应对瞬息万变的现代社会。

我认为一个优秀的学生，首先要有良好的思想品德，比如诚实守信，团结助人，勇于担当，脚踏实地，有较强的团队意识和集体协作精神。其次要有健康的心态和吃苦精神。因为，科研之路并非总是一帆风顺，困难和挫折也是常客，只要有咬定青山不放松、不待扬鞭自奋蹄的顽强毅力和百折不挠的抗击打能力，谦虚谨慎，不骄不躁，才能在科研这条路上走的更远。

Q6

科研工作之余，您如何平衡生活和工作？您最大的爱好是什么？

科研工作，是对未知领域的探索，因此也必然充满挑战。我常常把科研任务比作一座大山，挑起一座山难，而担起一担土却容易很多。因此，面对科研任务，我常常选择像愚公一样“保持工作，保持专注”，将科研任务的大山拆解为一担又一担土，逐一攻克，不断获得成功的成就感，科研压力也就随之而去了。在一项科研任务与下一项科研任务间的短暂空余，正是居家读书和外出旅行的好时候！

科研工作之余喜欢和同学们谈谈心，有效缓解压力的同时增进和学生的关系。作为导师，特别是一名女性导师，只要付出真情，科研和生活其实是可以融合的，两者可以兼顾。不论事情再多，我每周都会留出一些时间和课题组的学生聊聊天，拉拉家常、谈谈理想，了解一下学生生活和困难，给予一些力所能及的帮助，让他们能够安心学习和生活。

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