UNSW华人教授封神!六年科研瓶颈一朝突破!

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大家有没有过被一个due折磨到崩溃的经历?先别急着emo,来听听UNSW这位华人教授的“封神”故事!想象一下,一个顶尖的科研难题,困扰了他和团队整整六年,无数次的失败和尝试,几乎看不到希望。但他硬是扛了下来!就在最近,他们终于在一项关于高效利用太阳能的关键技术上取得颠覆性突破,意味着我们未来可能用上更便宜、更清洁的能源!从六年瓶颈到一朝“封神”,这背后不只是运气,更是超乎想象的坚持和智慧。想知道这位大神教授是如何熬过漫长黑夜,又迎来了怎样的灵光一现吗?他的故事绝对能给你打满鸡血!

小编悄悄话
最近是不是被final和due压得喘不过气?感觉自己快“寄”了?先别急着emo,看看UNSW这位华人教授的故事。她的经历堪称科研界的“爽文”,绝对是你血槽空虚时的一剂强心针!

兄弟姐妹们,咱就是说,谁没在赶due的深夜里,对着屏幕上闪烁的光标,流下过几滴“时代的眼泪”?

我先来!记得那是一个平平无奇的周二晚上,哦不,已经是周三凌晨三点。我对着一篇关于“后现代主义在社交媒体中的解构与重塑”的论文,感觉自己的大脑也被解构得差不多了。文献看得眼花缭乱,Word文档还停留在第二段,咖啡因已经失去了作用,耳边仿佛响起了deadline倒计时的滴答声。那一刻,真的,就差抱着电脑嚎啕大哭,问问自己:“我当初为什么要选这个专业?我为什么要来留学?”

这种感觉,相信在座的各位或多或少都体验过。一个难搞的project,一门挂科边缘的课,一次次被拒的实习申请……留学路上,我们总会遇到那么几个“坎”,感觉自己被困在一个瓶颈里,怎么都出不来,甚至开始怀疑人生。

如果你现在也正处于这种状态,那今天这篇文章,你一定要看完。因为我们要聊的,是一个把“瓶颈期”活生生拉长到六年的故事。故事的主角,是咱们UNSW(新南威尔士大学)的一位华人教授。她和她的团队,死磕一个世界级的科研难题,磕了整整六年。而就在最近,他们一朝功成,直接“封神”!

这个故事,比任何电影都燃,比任何鸡汤都补。准备好了吗?让我们一起走进这位大神的世界。

这位“封神”的教授,到底是谁?

故事的主角,就是UNSW光伏与可再生能源工程学院的郝晓静(Hao Xiaojing)副教授。一听这名字,是不是感觉像个温柔的学姐?但你可别小瞧她,这位学姐,是真正站在世界能源科技之巅的大人物。

郝教授的履历,简直就是一本行走的“学霸编年史”。她本科和博士都毕业于东北大学,之后来到UNSW,师从“世界太阳能之父”马丁·格林(Martin Green)教授。可以说,从踏入科研领域的那一刻起,她就进入了太阳能研究的“名人堂”级别。

这些年,她拿奖拿到手软。比如,2020年,她获得了被誉为澳洲科学界“奥斯卡”的总理科学奖中的“马尔科姆·麦金托什年度物理科学家奖”。2021年,她又斩获了澳大利亚科学院的“莫森奖章”。这些奖项,随便拿出一个,都足以证明她在科研领域的顶尖地位。

但我们今天不聊这些光环。我们要聊的,是光环背后,那段长达六年的、不为人知的“黑暗岁月”。

长达六年的“噩梦”:一个几乎不可能完成的任务

郝教授和她的团队要攻克的难题,简单来说,就是如何让太阳能电池板变得更牛、更便宜。

大家知道,我们现在屋顶上装的蓝色太阳能板,绝大多数都是用“硅”(Silicon)做的。硅基太阳能电池技术非常成熟,UNSW自己就是这个领域的王者,几十年来,世界纪录几乎都是他们家刷新的。但问题是,硅材料的能量转换效率,已经快要摸到理论上的天花板了。就像你打游戏,一个英雄再怎么练,他的技能伤害总有个上限。想再往上突破,难于登天。

这时候,一个叫“钙钛矿”(Perovskite)的神奇材料进入了科学家们的视野。这玩意儿简直是天选之子,它吸收光的能力超强,而且原材料成本低到令人发指。理论上,用它做太阳能电池,效率又高,价格又便宜,简直完美!

但是,它有个致命的缺点:太“作”了,非常不稳定。它就像一个绝世美人,但体弱多病,见光死,遇水亡,稍微有点温度变化就“香消玉殒”。你想啊,太阳能电池板可是要天天在外面风吹日晒雨淋的,用这么个娇贵的材料,根本不现实。

于是,郝教授和全球顶尖的科学家们想到了一个绝妙的主意:能不能把“稳定耐用”的硅和“高效便宜”的钙钛矿结合起来呢?他们设计了一种“叠层电池”(Tandem Solar Cell)的结构。你可以把它想象成一个双层汉堡:下面是硅基的“面包”,负责吸收太阳光里的红光;上面盖一层钙钛矿的“肉饼”,负责吸收蓝光。这样一来,不同颜色的光都能被充分利用,整个“汉堡”的能量转换效率就能大大提高,理论上可以突破传统硅电池的极限。

想法很美好,现实很骨感。这个“双层汉堡”做起来,简直是地狱级难度。两种完全不同的材料,要像皮肤一样完美地贴合在一起,中间不能有任何瑕疵。这就像你要用胶水把一块豆腐和一块钢铁天衣无缝地粘起来,还要保证它们在各种极端天气下都不分离、不损坏。这中间的工艺,涉及到材料科学、物理、化学等多个领域的尖端技术。

从2016年左右开始,郝教授的团队就一头扎进了这个深坑。这一扎,就是六年。

这六年里,失败是家常便饭。你可以想象一下这样的场景:团队里的博士生、研究员们,每天穿着白大褂,在超净实验室里,小心翼翼地制备着比头发丝还薄的钙钛矿薄膜。他们尝试了上百种不同的化学配方,调整了上千次工艺参数。每一次,都怀着期待把样品放进测试仪器,然后,屏幕上跳出的数据一次又一次地告诉他们:失败了。

要么是两种材料结合得不好,中间有空隙;要么是钙钛矿层太脆弱,测试没多久就衰减了;要么是电流在两层之间传输时损耗太大,效率上不去……那段时间,整个团队都笼罩在一种巨大的压力之下。一个博士生可能整个博士生涯都在尝试一种方法,最后发现此路不通。那种挫败感,比我们赶due的焦虑要强烈一万倍。

郝教授自己也坦言,那是一段极其艰难的时期。“你投入了大量的时间和精力,但似乎总是在原地踏步,看不到任何希望。”全球有几十个顶尖实验室都在研究这个方向,竞争异常激烈。今天你刚把效率提高了0.1%,明天可能就被别的团队超越了。那种感觉,就像在一条没有尽头的黑暗隧道里奔跑,你不知道光明在哪里,甚至不知道方向对不对。

灵光一现:颠覆性的突破是如何炼成的?

真正的转机,往往孕育在无数次的失败之后。

在经历了无数次尝试后,郝教授和团队意识到,问题的关键可能出在两种材料的“接触面”上。他们需要找到一种方法,对硅电池的表面进行一种特殊的“处理”,让它变得“亲和”钙钛矿,就像给钢铁表面刷上一层特殊的底漆,让豆腐能稳稳地粘在上面。

这个“底漆”是什么?怎么“刷”?这又是一个全新的难题。团队开始系统性地研究各种可能的表面处理技术。终于,在一次实验中,他们采用了一种新颖的、结合了多种工艺的表面钝化技术。当他们把经过这种特殊处理的硅基片和钙钛矿层结合在一起,再放入仪器测试时,奇迹发生了!

屏幕上的数据曲线,出现了一个前所未有的峰值!实验室里先是死一般的寂静,然后瞬间爆发出欢呼声。他们成功了!

根据UNSW官方发布的新闻,郝教授团队在2022年底,成功研制出了效率高达27.7%的钙钛矿-硅叠层太阳能电池(在1平方厘米的面积上)。这个数据,一举刷新了当时的世界纪录!要知道,在商业化的单晶硅电池领域,效率每提升0.1%都是一个巨大的进步。而他们的技术,直接将太阳能电池的效率天花板提升到了一个全新的高度。

更重要的是,他们不仅仅是做出了一个“实验室玩具”。他们的技术,第一次证明了这种高效叠层电池,是可以用低成本、与工业生产兼容的工艺来制造的。这意味着什么?这意味着我们离用上更便宜、更高效、更清洁的太阳能又近了一大步!

这个消息一出,整个行业都为之震动。一个困扰了全球科学家近十年的核心难题,被郝教授和她的团队攻克了。从六年的瓶颈到一朝“封神”,这背后没有捷径,只有日复一日的坚持、试错和积累。

郝教授在一次采访中说:“科研的魅力就在于它的不确定性。你永远不知道下一次实验会带来惊喜还是失望。但只要你坚持下去,总有一天,你会成为那个揭开谜底的人。”

大神的故事,跟我们留学生有什么关系?

听到这里,你可能会觉得,这是顶尖科学家的故事,离我们普通留学生太遥远了。其实不然。郝教授的故事,对我们每一个人都有着超乎想象的启发意义。

她的六年,就像我们被无限拉长的一个学期。她面对的那个“不可能完成的任务”,就是我们眼前那篇写不出来的论文,那个搞不定的编程项目,那门口语怎么练都说不溜的presentation。

我们都会遇到瓶颈。在那个当下,我们都会觉得“我不行了”“太难了”“放弃吧”。但是,郝教授的故事告诉我们,所有牛逼的背后,都是苦逼的坚持。没有什么灵感是凭空出现的,所谓的“灵光一现”,不过是厚积薄发的结果。

她的团队里,有很多和我们一样的博士生。他们可能也曾在深夜的实验室里崩溃过,也曾怀疑过自己的选择。但他们没有放弃。他们把每一次失败都当成一次数据收集,每一次“此路不通”的结论,都帮助他们排除了一个错误选项。最终,是这些看似无用的“失败”,铺就了通往成功的道路。

这个故事还告诉我们,合作的力量有多么重要。这不是郝教授一个人的胜利,而是整个团队的胜利。每个人贡献自己的智慧和力量,在各自的岗位上做到极致,最终才有了1+1>2的效果。这不就像我们做group project吗?别再抱怨猪队友了,想想怎么激励团队,怎么把每个人的长处都发挥出来,这本身就是一种非常重要的能力。

而且,这个突破性的成果,也与我们在澳洲的生活息息相关。澳大利亚是全球光照资源最丰富的国家之一。这项技术如果能够大规模商业化,意味着澳洲的电价可能会大幅下降,清洁能源的比例会大大提高。我们不仅是这个伟大故事的见证者,未来也可能是直接的受益者。

所以,下次当你再被due折磨得痛不欲生时,不妨想想郝晓静教授和她团队的故事。他们面对的困难,比我们的论文要复杂得多;他们承受的压力,也比我们的ddl要沉重得多。连他们都能坚持六年,我们眼前这点困难,又算得了什么呢?

别急着否定自己,也别轻易说放弃。你现在走的每一步,哪怕是弯路,都是在为未来的某个“Aha!” moment积蓄能量。

你遇到的那个难题,可能不是想让你放弃,而是想看看你有多想要。把它拆开,一点点啃。今天搞定一个段落,明天弄懂一个公式,后天练习一次演讲。就像郝教授的团队一样,解决掉一个材料的附着力问题,再解决掉一个电流的传输问题。

去找你的“团队”聊聊。你的同学、你的tutor、你的教授,他们都是你的资源。有时候一个人想破脑袋都想不通的问题,可能别人的一句话就能点醒你。

最重要的是,请相信积累的力量。你读过的每一篇文献,写下的每一个废稿,犯过的每一个错误,都不会白费。它们正在你的大脑深处,悄悄地构建起一座通往成功的桥梁。等到时机成熟,你自然就能走过去。

所以,别emo了。擦干眼泪,泡杯咖啡,继续和你的due战斗吧!你的“封神”时刻,也许就在下一个转角。


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