WILEY 人物访谈——香港中文大学卢怡君教授

人物访谈 /Profile/

丘吉尔曾说：勇气很有理由被当作人类德性之首，因为这种德性保证了所有其余德性。勇气，对每个人而言都是十分重要的品质，对于走在科研之路上的科学家们，勇气则更为重要。本周的WILEY人物访谈，我们介绍一位智勇兼备的女性科学家——香港中文大学的卢怡君教授。较窄的电压窗口一直是限制水系电池发展的一项关键挑战，卢教授充分发挥聪明才智，利用生物学中“大分子拥挤效应”，巧妙的克服了这一难题。下面我们来感受卢教授的智慧与勇气，是如何助力个人成长与课题组发展的。

卢怡君

PROFILE

人物简介：卢怡君教授本科就读于台湾国立清华大学，并与2007年获得理学学士学位。2012年获得美国麻省理工学院（MIT）的博士学位。研究生学习结束之后，她在德国慕尼黑工业大学化学系担任博士后研究员。自2013年起被任命为MIT的研究会员。她目前是香港中文大学机械与自动化工程系的助理教授，工作于电化学能源与界面实验室，主要从事于液流电池、金属-氧/硫电池、固态电解质、柔性电池等领域的研究，在Nat. Mater., Nat. Commun., Angew. Chem., J. Am. Chem. Soc.等国际著名学术期刊发表多篇研究论文。

MVC：金属-氧/硫电池是大规模储能技术的一大研究热点，您也是长期扎根于此，对该研究方向的未来，您有怎样的看法呢？

LYJ：对于金属-硫电池，我认为开发能够支持高硫负载正极、最大程度减少多硫化物穿梭效应的贫电解质（低液硫比）电池，是实现金属-硫电池实用化的重要方向。对于金属-氧电池，循环稳定性是主要挑战之一。为了提高循环稳定性，我认为最重要的是先了解容量衰减的原因，所以很有必要对电池的衰减机理有个基本的理解。很庆幸，在金属-氧电池领域已经涌现了众多优秀的基础研究工作；基于这些认知，我们可以知道，电池充放电循环过程中（尤其是充电过程）产生的有害活性物种导致了电池容量的衰减。“趋利避害”是一个很不错的思路，通过使用氧化还原介体、使用淬灭剂、开发改变反应路径的新型电解质等等这些方法，来避开能够产生有害活性物种的反应步骤，是改善金属-氧气电池循环稳定性，并促进其实用化发展的非常有希望的研究方向。

MVC：较窄的电压窗口是限制水系电池能量密度提高的一大障碍，您是如何克服这一困难的呢？

LYJ：水的电化学稳定性限制了水系电池的能量密度，最近提出了一种策略，通过“盐包水”电解质（使用高浓盐）来扩展水系电池的电压窗口。但是使用高浓盐往往伴随着高成本与潜在毒性的问题，所以我们期望在不使用高浓盐的条件下去扩展水系电解质的电化学窗口。生物领域带给我们灵感来落实想法，“分子拥挤”是细胞生物学的一个普遍现象，其内涵是：活细胞内“拥挤剂”的存在能够显著改变水的活度。由此我们对很多“拥挤剂”展开研究，并发现可与水混溶的聚乙二醇（PEG）能够有效抑制水的活度。

大分子拥挤效应：始于对蛋白质体外折叠的研究，研究者们发现细胞内的实际环境与研究体系中的稀溶液有很大差别，经过不断探索与研究，提出了“大分子拥挤”这一全新概念。细胞内含有大量的可溶或者不可溶的各种大分子物质，以不同的浓度存在，甚至某些物质的浓度可以达到相当高的水平，这些大分子物质占据细胞总体积相当大的一部分，使得细胞内拥挤不堪，并且显著改变溶质分子的活性系数。“大分子拥挤”整个概念形象的描述了生命系统内这一客观存在的现象：不论任何细胞，其内部都是一种高度拥挤的状态，生物大分子聚集在一起使得细胞内的总浓度达到了一种相当高的水平，致使细胞内这些被大分子占据的体积无法被其他分子利用。

MVC：我了解到您在积极争取将您的电池技术规模化并准备创立公司，那么您的技术在商业化道路上需要解决的最大问题是什么呢？

LYJ：将实验室条件的单电池扩展到电池包或者电池模组水平，是非常具有挑战性的技术问题；合适的工业合作伙伴可能会很有效的解决这个问题。

MVC：科研之路总是困难重重，支撑您走下去的最大动力是什么？

LYJ：我很享受发现新事物或解决难题的过程，这使我感到高兴。更重要的是，与研究团队中聪明又专注的年轻科学家们一起工作，他们的奇思妙想与活力能够启发我产生更多的灵感，也是鼓励我勇往直前的坚强力量。对我来说，与他们在一起是很幸运的事情。

MVC：科研之余，您有什么乐趣吗？

LYJ：看电影不仅能使我很放松，也能带给我看待世界的新视角，我很喜欢看电影。同时，我也很喜欢打篮球。

MVC：了解到您曾求学于世界顶尖学府MIT，那段求学经历对你课题组研究方向有什么影响吗？

LYJ：在麻省理工（MIT）的求学对我而言是非常宝贵的一段经历，那段经历也切实塑造了我的研究方向。很幸运的是与Yang Shao-Horn教授和Hubert Gasteige教授（当时是MIT的访问学者，现就职于慕尼黑工业大学）一起工作，他们对我并不是单纯的灌输知识，而是真正的教育，这为我的职业生涯奠定了扎实的基础。

MVC：您的学生科研实验屡遭挫折的时候，您会如何鼓励他们呢？

LYJ：没有谁的博士生涯是一帆风顺的，我与他们分享我在读博士时的经历，并鼓励他们从所谓的“失败”实验中看到价值。我相信实验结果是中立的(它们是事实)，没有好坏之分。实验结果没有达到期望的效果，我们为此气馁是很正常的事情，但是我们更应该本着实事求是的态度，从既定的事实中去创造积极的价值，只要我们愿意，就一定可以做到。

MVC：研究生群体总是面临很大科研压力，您课题组的科研压力如何呢？

LYJ：我的学生们都渴望能够有所作为，也因此感受到很大压力。想在高水平期刊上发表文章是很困难的事情，我的研究生也和大多数研究生一样想在高影响因子期刊上发表文章，他们也必然要因此承担很大的压力。但是我们也不应该只关注与期刊的水平，我常常鼓励我的学生要更专注于自己工作的质量，以及能够激发其他科研工作者们的灵感，这是最重要的。

MVC：作为一名优秀的女性科研工作者，您认为女性的思维方式在科研中有怎样的独特优势呢？

LYJ：我认为女性科学家和男性科学家的研究能力是没有区别的。我的小组里有很多女博士和博士后，她们都做得很好。虽然目前来看，在科技领域男性科学家仍然较多，但我相信这将逐渐转变为一种更加平衡的局面。

MVC：您对有志于从事科学研究的女性或者在读女博士有怎样的建议？

LYJ：我鼓励他们去勇敢的追随自己的内心。无论什么事情，能不能做到是取决于自己的决心与努力，而不是他人的只言片语就可以决定你能否做到。