南燕20年 | 能源新材绿色未来——北京大学深圳研究生院二十周年发展记之新材料学院

编者按:栉风沐雨,砥砺深耕,今年是北京大学深圳研究生院建院20周年。20年间,北大深研院秉承北京大学光荣传统、学术精神与优良学风,融合深圳创新创业、不断改革的城市文化,筚路蓝缕,开拓进取,逐渐探索出与本部差异化发展,立足深圳、面向世界的国际化办学新路,成为历史感与时代感并存的“南国燕园”。新闻网特联合北大深研院,推出“南燕20年”系列报道,与读者分享北大深研院在学科建设、学生培养、国际化办学等方面取得的成就,感悟鹏城大地上的北大精神。祝愿廿载南燕,再启风华!

春华秋实二十载,南国燕园从泥泞荒地中拔地而起,携带着深圳创新拼搏的精神开启征程。2013年,海内外才子齐聚南燕,筹建了燕园最年轻、最勤勉、最务实的新材料学院。材料人八年辛勤路,为国家科技、人类发展、绿色地球书写新未来。

新材料学院先进材料检测平台

北大精神 深圳实践

创建于2013年的新材料学院作为北京大学深圳研究生院最年轻的学院,铭刻了北大勤奋、严谨、求实、创新的传统学风,彰显了深圳创新、创业的城市文化气息。

新材料学院成立伊始即以物质结构研究为基础,开展基于交叉学科的材料基因组学新型材料学科建设,探索结构化学和材料研发新范式,开展材料基因学科学与工程研究,并用于加速新能源材料、电子信息材料的设计、开发和应用研发。学院以“为北大创建世界一流的材料科学与工程学院贡献深圳力量”为目标,秉承“北大传统,深圳活力”的办学理念,践行北京大学深圳研究生院“前沿领域、交叉学科、应用学术、国际标准”办学方针,响应“能源新材,绿色未来”的口号,注重从基础研究到产业应用创新,培养材料学科未来的尖端人才,构建交叉协同、前沿融合的科研体系。

它的身后有一群年轻的杰出学者在背后支撑,他们是来自北大、清华、哈佛等国际知名学府及全球500强企业的全职教员12人,兼职(外聘)教员9人。其中包括中组部特聘专家、北大“百人计划”的优秀人才。

学院下设二级学科“力学(先进材料与力学)”及“材料物理与化学”,自2013年开始招生,目前共有硕士在校生108人、博士在校生41人。融合北大在计算数学、凝聚态物理、力学、化学、生物与医学、材料科学与工程、计算机与大数据等交叉学科的优势,运用材料基因组学交叉学科新范式新范式,以“结构基元”等关键因素为设计核心,开展新能源材料、电子信息材料、生物医用材料和海洋资源利用的设计、开发研究,聚焦国家材料领域重大需求、聚焦世界科技前沿及材料科学原始创新,为粤港澳大湾区和深圳社会主义新型示范区建设提供基础科学与技术支撑和人才培养服务。

自创立以来,学院共计培养了硕士生249人、博士67人。已毕业学生187人,他们中的一部分前往国际知名院校深造,超过半数毕业生国内就业,就职于华为、中兴、腾讯、中国航天科工、普联技术、上海通用、京东方、华星光电等行业龙头和知名企业,中国科学院深圳先进技术研究院、北京有色金属研究总院工程技术研究院等研究机构,以及政府机关和地方院校。

科研教学

知重负重 攻坚克难

站在新起点,新材料是国民经济建设、社会进步和国防安全的物质基础,是实现产业结构优化升级和提升装备制造业的保证,也是发展新型产业的先导。新材料产业发展不仅是我国七大战略和“中国制造2025”重点发展的十大领域之一,还是“十三五”国家科技创新规划中的重点领域,是整个制造业转型升级的产业基础。

新材料学院积极响应国家发展需要,对接产业转型升级,长期致力于开展前沿领域、交叉学科基础研究,以新材料、新能源产业应用为目标的协同创新,致力于新材料“基因组”与清洁能源体系的研发,在“十三五”期间,牵头承担了国家“十三五”首批“材料基因工程关键技术与支撑平台”基于材料基因组技术的全固态锂电池及关键材料研发重点专项。建立了国家级国际联合研究中心“电动汽车动力电池与材料国际联合研究中心”;共同主导建设深圳市材料基因组大科学装置平台重大科技基础设施-高精度粉末衍射中子谱仪平台;组建广东省“新能源材料设计与计算”重点实验室、“OLED关键材料与器件”工程技术研究中心;深圳市“新能源材料基因组制备和检测”重点实验室、“纳米光电打印材料”工程实验室等一系列交叉学科的研究平台,解决相关产业共性基础科学问题和产业关键应用技术问题。

其中,国家级“电动汽车动力电池与材料国际联合研究中心”,是依托深圳市业已形成的电动汽车、动力电池及关键材料战略性新兴领域的科技创新与产业发展集群,利用自身在“清洁能源与新材料”及“新材料基因组体系”等交叉学科研究领域形成的特色优势,联合该领域十多所国际知名研究机构和业内知名学者共同组建的国际化协同研发创新平台。汇聚全球智慧,结合本地产业,为我国动力电池与关键材料的原始创新和产业突破提供一个交叉学科协同研发的平台,为国家、广东及深圳地区的产业发展提供科技支撑和服务。

学院于2017年获批建设的“广东省新能源材料设计与计算重点实验室”,构建了一系列新能源材料与器件可控制备和评测体系,结合计算模拟和实验测量等手段,从原子分子微观尺度在锂离子电池、光伏太阳能、热电等领域设计预测新材料、高通量筛选新材料,并解决了目前多个能源材料和纳米材料相关领域的重大科学难点问题。此外,实验室搭建了高通量高并行计算集群和实验数据库平台,基于图论的材料结构基因解析手段,建立北大新材料数据库,为科研工作者提供文献服务、数据服务。实验室将在现有平台基础上,以材料结构为基础研究材料“基因”、建设以物质结构及性能相关性的材料大数据系统,融合基于图论的结构化学新方法、基于人工智能与量子化学材料计算和预测系统、建立基于大科学装置的材料结构与性能综合表征系统平台,利用新范式加速材料研发,为国家科技创新建设科学底层助力。

学院于2018年成功获批成立的“光电材料器件技术国际联合研究中心”省部级国际联合研究中心,近年来与先后与美国斯坦福大学、美国普林斯顿大学、新加坡南洋理工大学、加拿大麦吉尔大学、英国班戈大学、日本东京大学、瑞典林雪平大学、以色列希伯来大学、巴基斯坦国际伊斯兰大学等一批国际知名高校签订了合作协议。实行“引进来”和“走出去”战略,与世界一流大学合作,与“一带一路”国家的科研工作者合作,极大丰富了国内外学术交流经验。该中心围绕有机光电材料的分子设计与开发,以及有机光电相关器件关键技术的开发,致力于推动新型显示技术的发展。

2019年,学院与化学与精细化工广东省实验室签署合作协议,将整合优势资源,互补合作,积极参与粤港澳大湾区国际科技创新中心的建设。同年,学院参与深圳市定位建设国家重大基础平台设施的“深圳市材料基因组大科学装置平台重大科技基础设施-高通量中子谱仪平台”建设,提升学院学科平台能力水平,为后续发展奠定基础,建立了新优势。

对标国际上相关领域的知名研究团队,学院目前在材料基因组学、新能源材料和有机光电领域接近或达到国际一流团队水平。新材料学院的发展得到了来自国家、省市各级的大力支持,始终着力于以产业化为科研发展目标,从产业革命的技术瓶颈和科研需求出发,探索新型产学研模式,力争发展成为新能源关键材料基础研究到应用协同创新的枢纽和支撑平台。

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电池机理研究成果入选2019年“中国百篇最具影响国际学术论文”

砥砺前行 成就未来

新材料学院,深圳经济特区成立四十周年之际,又站在了新的起点上,正如院长潘锋教授在北京大学深圳研究生院毕业典礼上发言所说:“真知,从寻找原点开始;灵感,从奋斗过程产生。”新材料学院开启新的征程。它致力于建立国际化的科技转化和产业发展的协作平台,促进科技原创与产业发展相融合,促进国家及地方的该领域产业的核心竞争力提升。积极服务于深圳乃至广东、国家的产业经济发展,推动区域产业跨越式发展作出重大贡献。

自2013年建院以来,学院开展前沿领域、交叉学科的基础研究和以新材料、新能源产业应用为目标的协同创新,陆续组建了国家级联合研究中心,在学科建设方面取得重大进展。截至目前,学院各课题组共发表学术论文661篇,其中JCR Q1区文章444篇,影响因子在10以上或Nature Index收录或学科前5%的高影响力文章近282篇。

潘锋教授发表了包括3篇《自然ž纳米技术》在内的SCI代表性的一区学术论文280余篇,授权发明专利38项,2015—2020连续六年入选爱思唯尔中国高被引学者。2021年获中国电化学贡献奖、2018年深圳市自然科学一等奖、2018年美国电化学学会电池科技奖(电池领域学术最高奖)和2016年国际电动车锂电池协会杰出研究奖,入选2020全球前2%顶尖科学家“年度影响力”榜单,2021“全球顶尖前10万科学家排名”第7537位。

潘锋教授身后,有一批年轻有为的科研工作者和学生,用他们自己的行动为着共同的目标努力践行着,就像新材料最年轻的博导王新炜教授接受采访强调的那样,新材料学院的学生的培养看重的是创新和开拓的精神培育,学生们应该去探索一些导师不懂的东西,做研究不同于技术的训练,技术训练是把一个事情做熟,而做研究是要做一个前人没有做的东西,研究一定要对全人类而言是有意义的,这个正是我们要做的。

正如特聘研究员郑家新老师对人才的要求一样:“不管是老师还是学生,尤其是理工科,除了做好日常科研工作之外还要有很好的人文素养。社会对人才的要求应该是综合性的:就比如博士,既要专——对某个或某几个领域有专长、有专攻,又要博——各方面都要有涉猎,才能成为真正的‘博士’。”

在治学方面“仰望星空的想,脚踏实地的干”,要敢于去想大胆的去想,这样才会有创新,才会有颠覆性的发现。不要太拘谨,不要太迈不开步子。生活有很多的可能也有很多不可能,每个人都不知道自己的潜力有多大,只有敢想敢做,才会有突破。这也成为新材料学院的文化。正如胡适先生提出过的“大胆的假设,小心的求证”,敢为人先与智慧严谨并存,力求全面发展。

新材料学院正是有一批批这样敢于求真,善于创新,勇于突破的青年科研工作者,他们为人师表,潜心研究,兢兢业业,埋头苦干,才会有新材料学院发展的新未来。

时间把曾经的辉煌留给过去,也将无限的希望带给未来。新材料学院借着北京大学深圳校区的发展契机,必将努力前行,传承北大文化传统、发扬深圳创新活力,聚焦重大产业从基础研究到产业创新、建设交叉学科和协同创新体系,围绕清洁能源关键材料与器件,以承载北京大学材料科学与工程学院的深圳“试验田”使命为发展目标,以国际一流的材料学科为努力方向,以材料基因组学为新的范式和特色优势、开展材料基因组科学与工程的高通量计算、合成与评测及“材料大数据”的研发和创新,加速新能源材料和有机光电材料的研发和应用,同时开展相关的学生培养和教育,为“北大新工科在深圳”书写新的光荣与梦想!

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