人物访谈：美国俄勒冈州立大学纪秀磊教授

纪秀磊博士于2003年在吉林大学化学系取得学士学位。后前往加拿大滑铁卢大学，师从Linda F. Nazar 教授，从事功能纳米材料的设计、合成，和在新型电池中应用的研究，并分别在2006年和2009年取得硕士和博士学位。其间，他在锂硫电池方向取得重要进展，从而开启了一轮世界性的锂硫电池研究的浪潮。2010年纪博士获得加拿大国家自然科学和工程研究委员会博士后研究奖金的的资助，前往美国加州大学圣巴巴拉分校，师从Galen D. Stucky 教授。2012年至今，纪博士作为助理教授在俄勒冈州立大学化学系建立并领导能量材料化学实验室。目前，纪博士在学术期刊上发表文章54 篇，总引用超过5700 次。他获得的主要奖项包括： 2009 年中国国家优秀自费留学生奖学金奖，2010 加拿大国家自然科学和工程研究委员会博士后奖学金、创新奖，和2016年美国自然科学基金会 CAREER Award。

请您简单介绍一下您的科研工作？

我的课题组主要从事含有碳元素材料的设计与合成，我们感兴趣的领域涵盖电池，电容器和催化剂载体。我们通过微调和表征材料结构来阐明电极材料功能与结构之间的基本关联，尤其是在储存钠离子和钾离子方面。钠电池和钾电池这些利用地壳中丰富元素的电池技术，有望在将来大规模电化学储能方面有很广泛的应用。我们尤其关注无定形或者短程有序材料的局部结构，特别是在纳米和原子尺寸上。这里的局部结构关系到材料的基本性质。目前，我们主要研究无定形碳材料，包括硬碳和软碳，作为电池的负极材料。和石墨、碳纳米管不同，它们不具备长程有序的原子排布，反而在其结构中存在缺陷和空隙；这些材料虽然是常见的，但是它们基本的结构－功能联系却是不清楚的。我们也关注纳米多孔碳材料，目的是如何用最简单的化学合成达成先进的功能，比如通过参杂、杂化，和表面修饰。最后，我们希望运用材料化学和电化学的基本原理发现新的电极材料和新的储离子原理。

您认为科研人员最重要的品质是什么？

最重要的或许是对未知事物的好奇心。发现未知，并通过研究找到答案，会形成一个良性循环，从而变成一种爱好。如果自己的个人兴趣爱好和工作是重合的，这是很幸运的。这种热情会促进科研人员不断学习，精益求精，从而会取得成果。

在科研经历中是否有些趣事可以分享？

一个实验室就像是一个生产知识的作坊，导师其实就是师傅，而研究生像是学徒。老师的任务是培养学生独立生产有用知识的能力。生产知识经常需要信息作为原料。我们主要的信息来源是通过读文献，开会听报告。有趣的是：有一个信息来源，而且是特别重要的，却经常被忽略。那就是专利文献。其实在很多领域，工业届出于对利润的追逐，或许在几十年前就进行过应用科学的研究。由于大多公司对于发表文章并不在意，一些重要的发现就被湮没在浩瀚的专利文件中了。但是这些专利文献中涵盖了大量的有用信息。

您对有志从事科学研究的学生有什么建议？

研究生的培养归根到底是将他（她）们变成学者的过程。对于材料化学的博士生，毕业时，我认为需要具备以下学术能力，以便能够独立进行研究或者叫知识的创造。（1）能够找到未知领域或者发现没有答案的问题，并且该领域的进步有希望在中期或者长期改变人们的生活。（2）提出可以证实或者证伪的假说。（3）设计操作实验，或者找到合作者，组成团队，对假说进行验证。（4）将实验的结论上升为新的认知、理论。

对于实现这四个过程，我只想强调两种能力：（1）语文能力；（2）与他人合作的能力。其实语文，无论是中文还是英文，都是逻辑思维的载体，建议研究生朋友坚持写作。一个新的想法，说出来、写出来，也就基本成型了。于他人合作是将来科研的必经之路。随着科研问题越来越复杂，单个课题组或者单个大学或许不具备解决所提出问题的条件，所以形成大的团队，集体攻克难题已经是大势所趋。最后的建议是：做一个优秀的实验室“公民”：尊重他人，守纪律，乐于助人，善于分享。

您对您的研究领域有何展望？

碳元素总是会给它的朋友们带来惊喜。我想这种惊喜或许未来还会有很多，尤其是无定形碳材料和它的杂化材料。能源储存领域的突破，尤其是基于钠，钾，碳，氧，这些几乎取之不尽的元素的技术，是增加可再生能源，比如太阳能、风能，在能源总消耗中之比例的必由之路。化石能源的枯竭只是时间问题，但目前我们对于化石能源的依赖，带来很多后果。出于战略需要，可以预见，在世界范围内，能源科研的投入只会增加，同时能源学的交叉学科属性将得到一步加强，传统的学科界限将会变得模糊，或许会有越来越多的大学设立类似能源学院的院系，这对于研究生的教育又提出新的要求，我们需要的将是能将基础科学、应用工程学整合在一起的人才。