南燕20年 | 材料蕴藏潜能 技术革新城市——访新材料学院教师郑家新

编者按:值此深研院建院20周年,南燕新闻社专访优秀教师郑家新。他是新材料学院的副教授,在北京大学完成了本科生、研究生、博士后、导师等一系列身份的转换。从北燕到南燕,从本科学习到教书育人,我们能在郑家新身上感受到科技工作者的严谨审慎,更能感受到“兼容并包”的北大精神。

郑家新荣获深圳市科学技术奖励(青年科技奖)

自2001年北京大学深圳研究生院于深圳落地生根,廿年筚路蓝缕,南燕不仅成为北京大学建设成为世界一流大学道路上的前沿阵地,也为粤港澳大湾区的建设提供坚实的人才培养。二十年来,南国燕园因这片改革创新热土的不断滋养而茁壮成长,也涌现了一大批科技工作者用勤劳与智慧点亮这座城市,用前沿技术革新城市产业,将家国情怀写进这片土地。新材料学院的郑家新副教授,在北京大学完成了本科生、研究生、博士后、导师等一系列身份的转换,他带领团队寻找锂电池储能的无限可能性,探索出一条产学研相结合的应用创新之路。

一路向南 发荣滋长

2013年,彼时刚刚从北京大学前沿交叉研究院取得凝聚态物理博士学位的郑家新,在潘锋教授的招揽下来到北大深研院新建立的新材料学院任职,意外地成为了学院的“元老级”成员。“那个时候学院规模很小,第一届招生时只有13个硕士。”回忆起学院建立之初的场景,郑家新仍历历在目,“学院在建立第一年的深研院迎春晚会上组织了《过雪山草地》的合唱节目,歌曲暗喻着学院建立也是一个面临艰难挑战的创业过程。当时学院虽然人数有限,但是大家都非常团结与投入,我能感受到学院是大有发展前途的。”

八年过去,新材料学院教师与学生的人数早已不断增多,现每年招收硕士生40多名,博士生十余人。伴随着不断增强的科研力量,学院在储能领域频频取得科学突破,先后获得国家、广东省和深圳市基础及应用专项支持,建立了一批国家级、省部级、和市级创新平台,正以一流的“材料科学与工程学院”为目标大步迈进。

在这一过程中,郑家新也与学院的成长相伴相生,顺利完成了从学生到导师的身份转变,也在专业领域内励精图治、硕果累累。回想起南下的抉择,他无悔于八年前的选择,也很庆幸做出了这样的选择:“要感谢学院、学校对于我科研工作的支持,八年以来学院给予了我很多,也让我能够为学院作出很多贡献、看到学院的发展,彼此之间共同成长是一个很幸福的过程。”

正在认真计算的郑家新

前沿交叉 应用实践

国家“十四五”规划纲要中指出,深入实施制造强国战略、发展壮大战略性新兴产业。对此,郑家新提到“材料作为制造工业的粮食与基础,小至身边的纸杯、电池、手机,大至航天涡轮制造、解决温室效应、碳达峰、碳中和等能源问题,均离不开其背后材料行业的支撑。”其中,锂电池作为新能源产业中的重要环节,传统能量密度已接近其物理极限。如何通过材料研发设计一个更好的正极材料以进一步提升电池性能,郑家新率领团队做出了有效的尝试。

相关科研成果很大程度上得益于交叉学科的背景:“材料学科本身就具有交叉学科的特质,材料研发与物理、化学、数学以及计算机都有关联。”因此,通过创新发展高通量计算、跨尺度计算、电声耦合等新的材料计算模拟方法,材料研发方式可以摆脱传统实验室制约,转向计算机模拟以提高研发效率。交叉培养模式也是深研院的学科建设特色,了解到同事们具有不同领域的教育背景,郑家新十分高兴,他相信多元化的师资能为学子开拓更广阔的视野。

在不断探索锂电池材料理论前沿的同时,郑家新也通过知识产权转让等方式将科技成果在业界中转化为落地应用。依托于深研院“电动汽车动力电池与材料国际联合研究中心”的平台和与宁德时代等业界领军企业的紧密合作,将前沿理论应用于电池充放电速度、能量密度、续航时间等“卡脖子”的产业现实制约问题,以实现“产学研”的紧密联动。这些成果曾入选2015年国家十大最有影响力的科技论文之一,并先后荣获深圳市自然科学一等奖、深圳市青年科技奖等荣誉。

“我们国家‘卡脖子’的核心技术问题永远都在产业中。”应用实践成为郑家新科研道路中坚守的准则之一,南山区科技创新局的一年任职经历也让他对于学术与产业之间的关系有了更深刻的理解:“一方面,科研成果在产业应用中落地能够将科技所带来的引领推动作用具象化,能够为学术过程带来一定的成就感,也能为国家发展作出实实在在的贡献;另一方面,走进应用实践的过程中所遇到的产业问题也从正面为研究问题提供了新的思考。”

郑家新出席深圳市科学技术奖励大会

守正创新 未来可期

从北燕到南燕,从本科学习到教书育人,“兼容并包”的北大精神始终深深鼓舞着郑家新。“在学生阶段,北大给了我很多自由、独立思考的时间,让我能够去旁听不同学院的课程、参加五四文学社等社团,还作为志愿者见证了2008年北京奥运会的精彩瞬间,这些经历是我在北大最丰富的一笔财富。”这些回忆让郑家新喜欢带有人文情怀地做科研,也鼓励学生去寻找更多的可能性成为一个有趣的人。但在学术研究上,他则表现出作为学者的严谨审慎的态度,要求学生认真仔细对待实验过程中的每一个步骤,并为每一个结果的真实性负责。他说:“这种态度很大程度上传承自我的博士导师吕劲教授,他在博士期间给了我很严格的学术训练。”

传承与创新,不仅体现在师生的学术知识之间,北大深研院与本部同样维系着密不可分的联系。郑家新感受到兼容并包、爱好广泛、追求个性化发展是两地学子的共性,北大深研院还体现出依托于改革开放前沿阵地深圳的独特气质:“北大深研院的学生会更注重理论与实践的结合,更关注产业化过程与实际应用,不仅与深圳、粤港澳大湾区的实际需求相契合,也促进了北京大学在应用型、工程型学科上的发展。”

南燕廿年,从呱呱坠地到生根发芽,北大深研院在大湾区人才培养与智力支撑上的成就有目共睹,为深圳市的城市发展、产业规划、技术支撑与决策支持都作出了独特的贡献。面向未来,郑家新提出了对于北大深研院发展的希冀:“深研院是北京大学面向大湾区的一张名片,要更多参与到深圳与大湾区的发展规划中。在未来越办越好、越办越有特色、越办越有品牌的同时,借助人才凝聚与产学研转化为国家‘卡脖子’的问题攻坚克难,把科技工作写在中华大地上,做到青出于蓝而胜于蓝。”

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