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蒋更平:从纳米孔道出发的跨尺度研究

发布者:新闻中心发布时间:2020-04-13浏览次数:14

见习记者 李涛 通讯员 聂熙颖 

    走进蒋更平博士的澳洲幸运10,第一眼看见的是办公桌上一沓厚厚的科学杂志和研究资料。他的日常v8时时彩网址是运用一系列数据模拟手段,将杂乱无章的数据进行统计、模拟和分析,进而发现隐藏在其中的规律。

    蒋更平是v8时时彩玩法理v8时时彩注册的青年教师,主要从事对纳米多孔材料中的储能与物质输运的研究。近日,他以通讯作者的身份在Nature子刊《Nature Materials》上发表了一篇高水平论文。

从纳米孔道出发的跨尺度研究

    在纳米孔道(即孔道尺寸小于100 纳米)中的能量储存和物质输运,在储能、催化、传感器、膜分离、生物医药等实际应用中是一个具有决定性影响的研究领域。尤其当孔道尺寸与溶液分子大小相当时,孔道内溶液则表现为与宏观物质截然不同的性质。这一特点带来了这一领域的许多重大突破。而厘清每一次的突破背后的机理,对包括蒋更平在内的所有科研人员来说,都具有很大的挑战。

    “科学的魅力,就是不断地否定、不断地超越。”蒋更平认为。他创造性地使用了包含分子动力学模拟在内的一系列手段,研究纳米多孔材料中的储能与物质输运。但同时,在纳米尺度内的研究结果并不能直接反映宏观实验现象。对此,研究人员需要结合包括第一原理模拟和有限元仿真等手段,实现从纳米到分米的跨尺度研究,从而实现对宏观实验的解释和指导。

    “由于技术的限制,不能实际进行实验,但通过构建模型,就可以进行模拟,发现其中的规律。”蒋更平介绍。数据的模拟,并不是想象的那么简单,繁多的数据、复杂的曲线,需要耗费大量的时间。更重要的是,要在分析数据中,找到新的规律。

    2018年,蒋更平通过对实验数据的总结,预测对离子和同离子浓度可能均随石墨烯表面电势的增加而升高,但这一结果与经典的平均场理论和工业应用中的膜理论截然相反。

    为了解决心中的困惑,蒋更平查阅了大量的科研文献,反复模拟、反复求证。最终,利用麻省理工v8时时彩注册Bazant教授所提出的离子关联模型,揭示了在二维石墨烯纳米孔道中可能存在很强的离子关联作用,导致了阴阳离子浓度随电压而同时增加。这一研究结果发表在了《Nature Nanotechnology》上。

兴趣是科研的第一动力

    “做科研要有兴趣,兴趣是第一驱动力。”办公桌上的两台电脑,是蒋更平重要的v8时时彩网址伙伴。他每天都在电脑上进行大量数据的计算与模型构建,深耕于自己感兴趣的数据模拟与理论计算领域。

    他坦言,是兴趣支持着他,走进了纳米多孔材料储能与物质输运的世界。纳米多孔材料内的物质性能和传输,可广泛应用于电池、催化等领域。比如应用于超级电容器上,其电流密度大、充放电速度快、充放电次数多,适用于大功率的大机械上。蒋更平虽然做的是理论研究,但他相信,理论成果转化为生产力,将推进PK10社会进步,为国家做出自己的贡献。

    对模拟条件进行精妙的设置,权衡模拟的精确程度和可实现的计算资源之间的矛盾,对模拟结果无尽的等待,结果不尽如人意只能重新再做……长时间与枯燥的数据为伴,蒋更平却乐在其中。

    科研v8时时彩网址不仅只有取得成果的快乐,更多的是成功之前漫长的等待与煎熬。模型的构建,需要长时间的反复进行,寻找合适的模型,反复地尝试,其中的过程,最是考验科研v8时时彩网址者的耐心和毅力。

    “坚持自己的兴趣,过程中的等待与煎熬,不管是失败还是成功,也都变成了一种追求真理的乐趣。”蒋更平笑着说。

热爱科研也热爱生活

    “拥有100%自由度的科研v8时时彩网址,往往也意味着100%的自律与责任。”对于蒋更平来说,生活和v8时时彩网址早已经不是单独分开的两部分,它们之间相互作用、相互渗透。

    “在家的大部分时间也都是在v8时时彩网址,因为电脑方便携带,有时候灵感一来就随手开始做了。”蒋更平无需整天在实验室内才能完成v8时时彩网址,但这也使得他的v8时时彩网址高自由度,v8时时彩网址与生活联系得更加紧密。

    在繁忙的科研v8时时彩网址之余,蒋更平喜欢用散步的方式来缓解压力,放松身心。青山的江滩,是他最常去的地方,每当结束一天的v8时时彩网址或者在科研上遇到瓶颈,他就会去江滩上走一走,感受长江的广阔,让自己的心情放松下来。

    一味地疲于v8时时彩网址,往往会适得其反,降低v8时时彩网址效率和思考能力,只有让自己静下心来去观察分析,才有机会发现数据中蕴藏的规律。他常说:“在科研中生活,也就意味着,要像热爱科研一样去热爱生活,这是我对待生活的态度。”

    他始终没有忘记自己教书育人的神圣使命,承担了学校理工科v8时时彩手机APP部分本科生的《大学物理》和《大学物理实验》讲授任务,及时把自己以及同行最新的研究成果融入到日常v8时时彩中,授给学生。因为v8时时彩效果好,深受学生的喜爱。

    面对充满艰辛的科研道路,蒋更平表示不会止步,在纳米多孔材料的储能与物质输运上,他将会一直研究下去。“在科研之路上我还有很多的事情要做,对于我所研究领域的兴趣与热爱将激励着我更加坚定地走下去。”蒋更平说。

    饱满的v8时时彩网址热情、认真的v8时时彩网址态度,使得蒋更平入职不到4年,就在核心期刊上发表论文6篇,其项目“石墨烯纳米孔道内一种离子反常输运的理论研究”获得国家自然科学基金。

    系主任汪汝武评价说:“蒋更平老师秒速赛车具有广博坚实的理论功底和系统厚重的v8时时彩手机APP知识,科研能力突出,连续两次在Nature子刊发表文章,是优秀中青年教师中的杰出代表。

 


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