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获得北大学生最高奖的 PKUSZ 实验室男孩!

The following article is from 北京大学 Author 北京大学

水的秘密,藏在微观世界之中

北大深圳研究生院2018级硕博连读生

郑世胜及其合作团队

探索水的奥秘,攀登科学之峰

相关研究成果已发表于Nature

21篇SCI论文、国家奖学金

北大优秀共产党员、优秀学生干部标兵

三好学生标兵、学术创新奖……

郑世胜凭借优异的成绩与表现

获得北大学生个人最高荣誉——

“学生五·四奖章”

他也成为北大深研院

首枚“学生五·四奖章”的获得者


发现水的“秘密”


“这是一个‘无序变有序’的过程。当想明白整个逻辑后,我从内心真切感受到一科学共振的快乐。

Science杂志曾提出全世界最前沿的125个科学问题。其中一个是“水的结构是怎么样的?”平凡的水,蕴含着高深的科学问题。这一问题在电解水制氢领域尤为重要。氢是最有前途的清洁能源之一,用途广泛且零碳污染。该领域长期争论的问题之一便是“水分子的结构如何影响电催化产氢的性能?”在北大深研院学习材料物理与化学专业的郑世胜带着问题、不懈探索,并在思想的交流与碰撞中酝酿灵感。

郑世胜在实验室

师从北京大学深圳研究生院新材料学院潘锋教授,郑世胜与合作团队一起向“电催化产氢”的相关问题发起挑战。实验发现,当溶液中存在电解质阳离子——钠离子时,界面水分子会分化成不同的类型,不同类型水分子的含量将随电极电势的变化而变化,体系的产氢性能同时得到显著提升。这一调控策略简单而有效,但其微观机理和底层逻辑仍缺乏清晰的图景。


为补上这一块“拼图”,郑世胜和团队在长达两年的时间内攻坚克难。在这一过程中,他也曾经历过日思夜想、辗转难眠,看不见前进方向的低落时刻,但所幸最终都坚持过来了。解决问题的契机出现在一次团队头脑风暴的讨论中。郑世胜回想起当时的场景还历历在目:“我们围着一张小桌子,用几张草稿纸梳理逻辑。通过不断地演算推导,主要机理的准确形态渐渐成型,长期困扰我们的疑惑也终于被解决。在没有钠离子时,界面附近的水分子是无序排布的结构,有了钠离子,钠离子的静电力就能将水分子组织成有序结构,造成表观上水分子类型的分化与含量的变化,这同时使得水分子更靠近界面,表现出更高的反应活性,是一个‘无序变有序’的过程。当想明白整个逻辑后,我从内心真切感受到一种和科学共振的快乐。”这一研究成果发表在Nature上,不仅扩展了电催化制氢领域的基础性认识,也为提升性能提供了一个行之有效的策略。郑世胜是文章的共同第一作者。

文章机理示意图

做科研的初心源于对世界的好奇,但科研生活本身需要耐得住寂寞。郑世胜每天都在实验室、宿舍两点一线的学习生活中度过大部分时间,这也造就了他相对安静沉稳的性格。思想与学术丰满了他的生活,敦促他不断接触新事物、探索未知边界,也促使他对科研进行更深入的思考。当被问及做什么样的课题更有价值,如何开展课题、解决问题时,郑世胜说:“北大独有的‘眼底未名水,胸中黄河月’的家国情怀让我能够以更高的视角来思考这些问题,而深研院地处深圳,敢闯敢试的特区精神氛围浓厚,这共同激励着我更有勇气去走向科学‘无人区’。” 

北大深研院镜湖

北大深研院五四塔


发现真实的自己


“‘危险’往往来自恐惧和自我幻想。真正触碰到极限时,往往只需要一点勇气和坚持,就能够克服它,感受到自身的成长。”

在紧张繁忙的科研工作中,郑世胜通过运动排解压力。始终坚信“完全人格,首在体育”的他,坚持跑步、游泳、羽毛球等体育活动,尤其热爱户外徒步活动。令他印象最深的莫过于深研院通识中心组织的户外领导力项目。在持续一学期的课程中,学习户外生存技能,体验高空项目,并以小队的形式前往山野开展30公里徒步露营活动。郑世胜回忆道:

“在与自然的近距离接触中,能够更直接地发现真实的自己。徒步是一件不断挑战身心极限的活动,这种极限是在舒适区时难以发觉的,生物的本能阻止我们去触碰极限以避免危险。但‘危险’往往来自恐惧和自我幻想。真正触碰到极限时,往往只需要一点勇气和坚持,就能够克服它,感受到自身的成长。”

郑世胜在山野徒步中

郑世胜和队友们一起修建扎筏

走完30公里,需要队友间的相互扶持;顺利渡过湖泊,需要群策群力扎筏;翻越4.2米的高墙,需要有队友甘当人梯……在和小队一起前进的过程中,个人的能力是有限的,只有团队协作才能共克难关。在一次次的合作、相互信任、相互鼓励中,郑世胜对“团结起来”有了更深刻的理解。

奉献与服务


兴趣是我从事学生工作的源动力,真正去做一些有价值的事,并想办法把事情做好的过程,是快乐的,也是对紧张科研生活的有效调剂。与此同时,郑世胜始终不忘肩头的党员责任,先后担任2018级新材料学院硕博党支部书记、新材料学院研究生会副主席。此外,他也积极投身于深研院的学生工作以及社会实践。郑世胜是深圳研究生院“研究生党建研究会”“研究生宣讲团”的筹建主力军。对于这两个组织从无到有、成长壮大的过程,郑世胜是见证者,更是建设者。期间尽管不乏困难挫折的磨砺,但他更加珍视在此过程中个人能力的提升。他说:“兴趣是我从事学生工作的源动力。一方面,真正去做一些有价值的事,并想办法把事情做好的过程,是快乐的,是对紧张科研生活的有效调剂;另一方面,它能够让我从社会实践的角度思考世界的运行逻辑,并常常让我感觉到自然的规律和社会的规律在底层上是相通的。出于同样的原因,我始终坚持阅读人文社科的书籍,在本科时也曾修读新闻传播学相关的辅修学位。”
郑世胜(左一)参与力行计划

在前往小学开展科普宣讲时,他给小朋友们演示“叶脉书签”“透明墨水”等趣味化学小实验,在孩子们自发的惊叹声中,将科学的种子播撒在他们心中;在前往中学开展校史宣讲时,他向青葱学子们讲述北大校友屠呦呦、郭永怀等的光辉事迹,引导同学们树立远大志向,脚踏实地奋斗……他以自己的力量彰显着北大学子的社会担当。

郑世胜(后排右一)到小学开展科普宣讲

在北大自由氛围的浸润下,郑世胜充分探索了人生的各种可能性,也理解到生活没有最优解,每条道路都有各自的风景。无论走上哪条道路,只要无愧于心,踏实做事,总能收获自己的“价值感”,在乘风破浪的新时代征程中,找到属于自己的那一朵浪花。

本期来源:北京大学

本期排版:南燕新闻社 怡宝

本期校对:南燕新闻社 RIO

审核编辑:王惠

审核发布:王可佳

+1!这个深圳市人文社会科学重点研究基地在北大深研院揭牌!


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