交子星芒丨吉林省辽源市第五中学优秀校友韩东霖:魔术少年勇攀科研高峰!
潜心钻研,求真务实
他是国家奖学金、“学术之星”获得者
展现自我,绽放青春
他决心扎根科研岗位,攻克世界难题
他是2022年学生年度人物称号获得者
机械与动力工程学院 韩东霖
韩东霖——魔术少年勇攀学术高峰
韩东霖,承担国家重点研发计划“变革性技术关键科学问题”,截止目前共发表国内外论文4篇,其中2021年12月发表一篇Nature文章,为机械与动力工程学院首篇以第一单位在Nature发表的研究论文,也是我国科研单位首次在Nature发表以电卡制冷为主题的论文。系列研究工作实现了传统工科在基础科研方面的新突破,为固态相变制冷技术的发展做出了突出贡献。荣获博士研究生国家奖学金和上海交通大学“学术之星”等荣誉。
魔术少年,志存高远
2018年上海交通大学机械与动力工程学院本科毕业晚会上,一个“季忆交大”魔术表演在记忆与奇迹的交融中展现出同学们对交大美好大学时光的不舍。这个魔术的表演者韩东霖凭借着优异的成绩保研,并以硕博连读的方式培养。伴随着魔术世界的奇幻与梦想,韩东霖开启了他的科研生涯,为观众们带来了惊喜。
韩东霖在2014年本科入学机动学院,在本科阶段接触科研项目后,发现实际应用中的关键问题大多可以归结到基本科学问题上。如同魔术一般,广为人知的是舞台上展现的奇妙惊喜,但对于表演者而言,真正掌握魔术背后的技巧并反复练习,方能拿出让人眼前一亮的表演。因此韩东霖希望在研究生阶段能潜心钻研,面向基础科研,进行机理性的科学研究,选择了电卡制冷这一新兴的制冷技术作为研究课题,立志为固态制冷领域的发展贡献出自己的力量。
虽然志向远大,但韩东霖不得不面对两个非常实际的问题:一方面,电卡制冷不同于传统制冷方式,融合了电介质物理、凝聚态物理、高分子材料以及化学合成等交叉学科知识,这些知识点对能源与动力工程毕业的韩东霖而言颇为陌生。另一方面,实验室刚刚成立,韩东霖的研究没有任何前人的实验基础,所有实验都需要从零开始。为了打好基础,研一阶段,韩东霖上课时间在教室学习研究生课程,课余时间查询电卡领域相关文献学习知识。同时他着手于实验室的建造,进行设备的采购、仪器的调试,小到桌子上的螺丝钉,大到实验仪器的搬运和测试,韩东霖全部一丝不苟。教室与实验室两点一线的坚持,让韩东霖短短一年的时间内快速掌握了电子电气、材料物理和化学、机电控制等知识,并参与组建先进材料与热应用实验室,由此开展了电卡制冷的研究工作。
潜心钻研,求真务实
电卡制冷的研究是复杂而又漫长的过程。限制电卡制冷应用的首要问题在于材料性能,因此韩东霖开展一系列材料性能改进的实验,尝试利用各种方法去提升固态制冷聚合物的性能。在这个研究过程中,韩东霖有两个不变的信条:一是保持好奇心,二是“把任何事情做到最好”的信念。
2019年末的一次实验中,韩东霖发现电卡聚合物在经历一种特定的分子缺陷诱导过程后,电致熵变反常地提升了近四倍。他怀着强烈的好奇心,没有放过这一偶然现象,针对反常现象展开了深入研究。为了证实实验结果的准确性,他对实验结果进行了近百次重复,并使用多种测试方法反复验证了实验结果。
但2020年初,研究进程受疫情影响搁置了,这不但影响了工作进度,也给成果的创新性带来了影响和压力。对比同期,国外固态制冷相关领域的研究进展也很快。2020年10月,法国一个研究团队发表了一篇和韩东霖研究十分类似的文章,使得他的研究新颖性大打折扣。韩东霖对法国研究团队的研究进行了深入分析,发现这篇文章仅停留在现象表面,虽然使用的化学反应是类似的,但材料性能提升背后的机理还是模糊不清的。
魔术的观众习惯于停留在对现象的惊奇上,但任何魔术背后都有着精巧的原理。韩东霖并不希望成为魔术的观众,而是想成为魔术表演者,希望透过现象看本质,发掘现象背后的原理。受此启发,韩东霖秉持着“把任何事情做到最好”的信念,在之前研究的基础上,又投入了半年的时间,利用原位同步辐射、中子散射、冷冻电镜等实验方法验证了分子缺陷调控与制冷效应的构效关系。实验过程繁琐且枯燥,但韩东霖从不懈怠。同步辐射的测试耗时长,韩东霖就带领着团队成员驱车前往上海同步辐射光源,实验做到深夜甚至通宵。中子散射对样品的要求高,韩东霖就反复多次合成样品直至达到测试要求。冷冻电镜需要仔细寻找材料微观形貌的细微差别,韩东霖就一天接一天在分析测试中心观察。在韩东霖的坚持努力下,凭借着各种实验的测试结果,高熵高分子的概念被首次提出,并与朗道理论完美对照。
韩东霖对高熵高分子增强电卡效应的机理做了思路严谨、逻辑清晰的深入阐释,并在2021年5月充满自信地把研究成果投稿到了Nature期刊,文章最终在12月被正式发表。这是我国科研单位首次在Nature发表以电卡制冷为主题的论文,也是上海交通大学机械与动力工程学院首次以第一完成单位在Nature上发表研究论文。这篇文章是韩东霖潜心钻研两年多的回报,也实现了传统工科在基础科研方面的新突破,为固态相变制冷技术的发展做出了突出贡献。如果把这篇文章比作是一次精彩的魔术表演,那么韩东霖长达两年的辛劳与付出,便是魔术背后鲜为人知的长久练习。
在文章录用后,韩东霖很快就又投入到了对材料的进一步优化改性和制冷器件设计工作中。他从基础做起,面向应用,从材料性能的优化做起,到器件结构的设计,再到制冷工况的优化,力求解决瓶颈问题,促进电卡制冷的产业化。韩东霖表示,固态制冷领域内目前仍有大量理论和技术空白等待填补,希望能够通过自己的进一步努力,为固体制冷领域做出更多的贡献,实现制冷领域技术的革新,为世界提供一种全新的环保高效制冷方法。韩东霖怀揣着制冷技术革新的满腔热血,在固态制冷领域潜心钻研。
展现自我,绽放青春
韩东霖早在本科阶段就加入了魔术协会,练习魔术成为了他日常生活的一部分,展示才艺对他而言是家常便饭,每次系所新年晚会都少不了韩东霖的精彩表演。而韩东霖更是将生活视为展现自我的大舞台,多次参加各种论坛与讲座。2022年1月,韩东霖在教学发展中心“创新思维训练营”中担任主讲,为同学们讲述如何从已知的知识中探索未知的世界。2022年2月,韩东霖担任机械与动力工程学院“固态制冷,助力双碳”第三期砺远学术沙龙主讲,与同学们分享从事科研的经历与经验。2022年6月,韩东霖在电子信息与电气工程学院进行特邀报告,与老师同学们分享传统工科在发表高水平期刊方面的经验与技巧。2022年10月,韩东霖参加英国皇家化学会新星学术论坛,与国内各大高校的观众分享在能源材料与环保制冷技术方面的个人见解,并荣获论坛二等奖。此外,韩东霖荣获博士研究生国家奖学金和上海交通大学“学术之星”等荣誉。
2022年5月,庆祝中国共产主义青年团成立100周年大会隆重召开,上海交通大学组织召开座谈会。在座谈会上,韩东霖分享了参与交叉学科研究团队突破电卡制冷效应工程应用瓶颈的科研经历,认为“只有把个人发展融入科技强国的伟大事业中,结合国家重大需要,才能更好地实现自身价值”。
交大青年弘扬榜样力量,
强国伟业呼唤青春担当!
让我们期待这位优秀的青年继续大放异彩!
让我们朝着榜样的方向不断努力前进!
转载 | 交大官微
来源 | 机械与动力工程学院
撰稿 | 韩东霖
编辑 | 孙修洁 任子文
责任编辑 | 金雪
阅读
1. 权威发布丨上海交通大学2023年台湾地区本科生招生简章
2. 招生动态丨上海交通大学2023年高水平运动队文化课考试结果及体育专项测试准考证公布
3. 招生动态丨上海交通大学2023年外语类保送生拟录取结果公布
5. 交子星芒丨江苏省如皋中学优秀校友李雨瑶:以破浪之姿,书写青春无限可能