Green Carbon新声 | 马妍姣：让高熵技术更加“普适”

文摘 2024-08-30 17:30 山东

Green Carbon新声，是一档以Green Carbon青年编委为访谈对象的栏目。该栏目旨在通过与被采访者对话的形式，还原优秀青年科技人才的成长经历与科研道路，探讨他们投身科研、带领团队、培育学生等方面的心得与感悟，分享他们在科学思维建立、领域交叉融合、科技交流合作等方面的理念与实践，以期为广大青年科技工作者、学生和科技爱好者树立榜样，启迪思考。

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个人简介

马妍姣

Ma Yanjiao

马妍姣，南京师范大学教授，博士生导师，国家高层次青年人才，担任南京师范大学低碳技术与能源高效清洁利用实验室主任，电化学储能与能量转化团队负责人。主要致力于新能源利用与储能方向的研究，提出高熵驱动结构稳定，活性中心掺杂等研究思路。目前在Energy Environ. Sci.、Adv. Mater.、Angew. Chem.、Adv. Energy Mater.、Adv. Funct. Mater.、ACS Energy Lett.及Matter等国际知名期刊发表40余篇学术论文。参与申请10项专利，其中欧盟专利1项，已授权中国专利7项。担任SusMat、Energy Materials、Green Carbon等期刊青年编委。

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采访部分

GREEN CARBON

Part 1

谈研究领域：“让高熵技术更加‘普适’”

1、请简要介绍您的研究领域。

答：我的研究领域主要集中在电化学储能技术及高熵能源材料方面，特别是高熵材料在钠离子电池方向的应用。

在相关方面，我探索了通过多元素协同作用来改善材料的结构稳定性、离子扩散能力以及电化学性能。通过高熵材料的设计，我们可以实现对材料特性的精准调控，使其更好地满足不同电化学储能应用的需求。这种创新的研究方向为电化学储能技术的发展带来了新的动力，也为建设更加可持续、环保的能源体系奠定了基础。

2、请进一步介绍一下，您的研究方向是如何与绿色低碳的发展方向相结合的？

答：首先，在电化学储能技术中，钠离子电池的研究和引用就是为了减少电池行业对稀缺、昂贵锂资源的依赖。相比之下，钠资源丰富且分布广泛，作为储能材料不仅可以降低成本，还能减少对环境的负面影响。这种更加可持续资源的应用不仅符合绿色低碳的基本原则，也能助力能源存储技术可持续发展。

Green Carbon青年编委成立大会

其次，高熵材料的设计理念本身也蕴含着绿色低碳的内涵。高熵材料通过多元素协同作用，能够显著提升材料的结构稳定性和电化学性能。这意味着，采用高熵材料生产的电池在实际应用中可以拥有更长的寿命和更高的效率，这将有效减少电池的更换频率，降低资源消耗，减少了碳排放。

此外，我还关注如何优化材料的制造工艺，进一步减少能源消耗和有害排放。例如，在高熵材料的合成过程中，努力采用更加环保的工艺和原料，力求在整个生产和应用过程中实现低碳排放。

3、您在高水平国际期刊上发表过20多篇论文，在系列成果中，哪些是最令您骄傲的？能否简单介绍一下其中典型成果的大致内容和意义？

答：与很多优秀的学者相比，我发表文章的数量并不算突出，但其中也有几个成果令我收获很大。

印象比较深刻的一项工作是对高熵MOF材料的研究。我博士所在的研究小组是德国亥姆霍兹国家研究中心乌尔姆研究所，该研究所以研究先进电池技术为核心；博士毕业后，我加入了卡尔斯鲁厄理工学院纳米技术研究所，这个研究所是以纳米材料见长，特别是高熵材料。

经过一段时间的博后学习后，我想到，高熵技术或许可以应用于其他材料系统，特别是在电池方面的应用，比如说MOF类的材料。我将这个想法与我们研究所所长Horst Hahn院士进行了探讨，他非常支持并鼓励我们勇于尝试。

这个研究不仅实现了高熵材料在常温下的合成，也为电极材料的扩展提供了一些新的思路。后续，我们进一步做了深入研究，探讨了熵增过程对提升电化学储钠性能的影响等内容，相关的研究成果在Adv. Mater.、Angew. Chem.、ACS Nano、Adv. Funct. Mater.等期刊进行了发布。我认为这是比较有意义的工作，现在还在继续研究这项工作。

4、在您的相关研究领域里，未来最有可能产生重大突破的点有哪些？

答：我认为主要集中在以下几个方面：

一是高熵技术作为优化工具的使用价值。高熵技术不仅适用于某一种材料，还可以作为一种核心技术用来优化多种不同材料。未来，通过合理组合各种元素，我们有可能以高熵技术显著改善各类材料在耐高温、耐腐蚀等方面的性能。

二是拓展高熵技术在固态电池中的应用。固态电池是一个很有前景的方向，高熵技术可以用来合成高熵固态电解质，这可能会提升电池的离子导电性和化学稳定性。另外，高熵电极材料，特别是正极材料，也有可能在液态、固态电池中取得突破。

三是新型电池中的高熵材料应用。高熵材料可能会在高能量密度和高功率密度的电池系统中发挥作用，这些新型电池对材料的性能要求比较高，有望通过高熵材料带来新的进展。

四是开发高熵材料的多功能性。高熵材料的多元素特性让它们可以在多个方面进行集成，未来可能会有研究将这些不同功能结合起来，比如在同一材料中既有优异的储能特性，又有催化活性，这将极大扩展高熵材料的应用领域。

整体来说，这些突破点可能会推动高熵技术在电池领域的进一步发展，也可能为材料科学和能源技术带来新的机会。

GREEN CARBON

Part 2

谈关键选择：“通过‘长期主义’进行规划和坚持”

5、在科研成长的过程中，有没有您认为非常重要的节点和选择？

答：2019年，我在德国完成博士学位。是继续博后研究还是回国找个安稳的工作？是继续科研道路还是完成家庭计划生育子女？纠结之际，我有幸参加了在德国乌尔姆举办的第12届ABAA会议。

第12届ABAA会议合影

会议进行中，主持人突然走上台宣布：刚刚接到来自斯德哥尔摩的电话，正在参会的M. Stanley Whittingham教授获得诺贝尔化学奖。全场沸腾，仿佛化身颁奖典礼的现场。

这或许是我距离诺奖最近的一次。更让我激动的是，我有幸与M. Stanley Whittingham教授进行了交流并合影。在简短的交谈中，我提到自己正跟随导师围绕锂离子、钠离子电池电极材料的掺杂机制开展研究。Whittingham教授对我：“你的课题我知道，很有意义，年轻人加油！”这几句话深深触动了我，让我坚定了继续从事博士后工作的想法，决定在科研道路上继续前行，探索更远的可能性。

和诺贝尔化学奖得主

M. Stanley Whittingham教授交流

6、在读书期间，您完成了结婚、生子等“大事”，是有意为之还是水到渠成的选择？可以和我们分享一下这部分经历吗？

答：我和丈夫是本科的同班同学。由于专业相同，从谈恋爱之初就很有共鸣，也早就设定了要一起读研、出国深造的目标。在同一个目标的指引下，我们共同完成了本科学习，并在完成硕士学业后，采用“捆绑销售”的方法一起申请出国读博，成功加入同一个课题组。博士后期间，我们两开始着手回国的事项，最终在同一个城市找到了令双方都满意的平台和职位，一起回国发展。

多年来，我们不仅是夫妻还是合作伙伴，一直奔着同一个目标，在长远规划上步调一致，相互扶持，不仅在生活中共同承担家庭责任，也在事业上相互成就。所以，在读书期间完成结婚和生子，是水到渠成的结果。

我认为，两个人在一起要协同进步，共同成就，不能一方为了另一方过分牺牲。只有步调一致，共同向前，为彼此的人生锦上添花，才是一段健康向上的关系。

目前，我丈夫从事固态电池方面的研究，与我的研究领域有交叉创新的机会，我们经常进行沟通和交流，在各自的研究领域中互相给予对方支持。

7、您认为，爱好在科研过程中扮演着什么角色，有什么意义？

答：在科研过程中，爱好确实扮演了很重要的角色。比如我平时喜欢绘画，这不仅是让我放松的方式，也对我的科研工作有所帮助。

美术作品1

一方面，绘画让我可以从紧张的实验和研究中暂时抽离出来，放松心情、缓解压力。每次拿起画笔的时候，我都会感到内心的平静，这种放松可以让我回到工作状态时更加专注、有创造力。

另一方面，绘画会带给我一些科研灵感。科学和艺术虽然是两个不同的领域，但它们都需要对细节的关注和创意的发挥。通过绘画，我培养了对形状、色彩和结构的敏感度，这种敏感度在科研中也经常给我带来新的思路和启发。

美术作品2

比如，我曾经尝试设计过自己论文的封面，并成功在AEM期刊进行了发表。那是一副以“电池星球”为主题的画作，我在其中展示了锂离子如何嵌入到晶格里，将艺术与科技进行了结合。通过绘画，我能够更直观地表达自己的研究成果，让它们在视觉上更具吸引力。这种跨领域的结合不仅提升了我对科学的理解，还为我的科研工作注入了更多个人特色和灵感。

参与设计过的封面

当然，我最大的爱好还是集中在我的科研工作方面，即使已经与这个领域“交手”多年，我还是充满了好奇心和探索欲。尤其是在瞬息万变的电池行业，要不断学习、持续吸收，才能跟上国际研究甚至引领行业发展。要以产业应用为导向，以好奇心为牵引，脚踏实地开展前沿探索。

8、在科研压力很大的时候，您往往选择哪些方式来排遣？

答：在科研压力很大的时候，我通常会散步、瑜伽等规律的锻炼，与同事和朋友交流、分享，绘画或旅行等方式进行排解。

同时，我擅长将大的科研任务分解为小的目标，逐步完成，这样能够减少压力感并带来成就感。当然，保持良好的工作生活平衡，还需要确保充足的休息时间，避免过度劳累，这也有助于更好地应对科研中的挑战。

GREEN CARBON

Part 3

谈女性科研工作者：“女性特质对科研工作有正面推进”

9、目前，男女双方对家庭的付出和责任已经越来越被平等看待，但母亲的身份或许比父亲的身份意味着更多付出。您觉得，有了宝宝对您的生活和研究产生了哪些影响？是否“分散”了一部分精力，您是如何做到平衡工作和生活这两种关系的？

答：我们是博后期间生育的宝宝，又在疫情期间，一边带娃一边搞科研，一切都只能靠我们俩互相支持去完成。

我还记得，在计划回国工作的日子里，受时差影响，我们有不少视频面试都要在晚上进行。经常是我丈夫抱着宝宝，我在电脑前面试；我面试结束后再去“接手”宝宝，丈夫再去面试……

但母亲的角色确实意味着在家庭中投入更多的时间和精力，特别是在孩子的早期成长阶段。对于我来说，宝宝的到来确实“分散”了一部分精力，但这并不全是负面的，它让我学会了更高效地利用时间，更加明确优先级，在有限的时间内尽可能地完成科研任务。同时，我也学会了在工作和生活之间寻找平衡。

为了做到这一点，我尽量合理安排工作时间，确保高效完成科研任务后能有足够的时间陪伴家庭。例如，一段时间以内，我的状态都是，孩子睡了我就抓紧写文章、做科研，实现了兼顾和平衡，期间也有不少成果在国际期刊实现了发表。

10、您认为，在科研工作中，女性有哪些优势？

答：在科研工作中，女性往往展现出一些独特的优势。她们通常具有细致和耐心的工作态度，这在处理实验数据、设计实验方案或者撰写论文时非常有帮助；此外，女性在多任务处理方面表现出色，能够在科研、教学、管理和家庭生活之间找到平衡，这对同时管理多个项目尤为重要；女性的共情能力和沟通技巧也使她们在团队合作中能够更好地协调不同成员的需求，促进团队的和谐与高效合作；面对科研中的挑战，女性通常展现出较强的韧性与适应性，能在困难面前保持积极的心态，在压力中产生爆发力，寻找解决问题的方法。

当然，这些优势并非绝对，科研中的表现更多取决于个性、能力和经验，但女性的这些特质无疑为科研工作带来了积极的影响。

GREEN CARBON

Part 4

谈青年科研工作者：

“最重要的是坚持和好奇心的结合”

11、您认为，科研工作者最重要的品质是什么？

答：科研工作者最重要的品质是坚持和好奇心的结合。

坚持，意味着在面对实验失败、数据不理想或者研究瓶颈时，能够不轻易放弃，继续努力寻找解决方案。科研是一条漫长而充满挑战的道路，只有坚持不懈，才能在不断的尝试和调整中取得突破。

好奇心，则是推动科研创新的源动力。对未知世界的强烈兴趣和探索欲望，使得科研工作者能够不断提出新问题，挑战现有的知识体系。好奇心让我们保持对科学的热情和追求，使得科研工作不仅仅是一种职业，更是一种探索和发现的旅程。

只有两者相辅相成，才能在复杂和多变的科研环境中不断前进，取得有意义的成果。

12、您如何评价以您为代表的青年科研工作者在未来科学研究中的作用？

答：青年科研工作者充满了好奇心和创新精神，敢于挑战现有的知识和技术，这种探索的热情对科学进步非常关键。

我们还具备快速学习和适应新技术的能力，这让我们能跟上科学领域的最新发展，并用新方法解决问题。

我们通常很乐意与别人合作，跨学科的合作也能带来更多的创意和解决方案。

13、您认为应该如何培养青年科研人才？

答：培养青年科研人才其实有几个关键点。

首先，在大的环境和氛围中，得给他们提供扎实的教育和培训，确保他们在理论和实践上都打好基础；鼓励他们创新和独立思考；创造一个开放的环境，让他们敢于尝试新点子。

其次，在实际的研究经验中，要让他们早点参与真实的科研项目；导师在传授知识的同时还要指导他们职业发展，帮助他们规划未来；跨学科合作可以拓宽视野，让他们接触到不同领域的知识；支持他们参加学术会议、申请科研资助、发表论文等，也能帮助青年科研工作者在科研路上更进一步。

总的来说，从教育、实践、创新、指导、合作和职业发展等多个方面入手，才能真正培养出优秀的青年科研人才。

14、对于和您一样的留学归国人才，在选择平台方面您有哪些建议？

答：相对于国外，国内的科研环境整体更加积极向上、氛围更加浓厚。我建议大家首先了解平台的科研环境，看看是否有先进优质的设施、支持性团队和适合你兴趣的研究方向；接下来，了解一下平台的学术资源和国际合作机会，这些能帮大家保持在国际学术前沿；另外，职业发展机会也不能忽视，比如有没有培训、学术交流和晋升空间；了解团队和导师的背景也是关键，他们的经验和声誉对我们的研究会有很大帮助；此外，还要考虑平台的稳定性和发展前景，确保自己在科研和职业发展中能得到持续支持；最后，不要忘了个人生活和家庭需求，选择一个能让自己在工作和生活之间找到平衡的地方。

15、作为较为年轻的团队负责人，您在培养学生、带领团队方面，有哪些理念和举措？效果如何？

答：回国一年多的时间里，我组织了一个十几人的科研团队，包括3名老师和十几位研究生。作为年轻的团队负责人，带好这个团队确实面临了不少挑战。在培养学生和带领团队方面，我有几个理念和做法。

团队合影1

首先，我鼓励团队成员提出自己的创意，并给他们一定的自主权，这样能够激发他们的创新能力；其次，我定期组织团队会议和一对一反馈，帮助大家了解各自的进展，并及时解决问题；此外，我也注重为团队成员提供各种成长机会，比如参加学术会议和跨学科合作，来提升他们的技能和视野；创建一个支持性强的团队氛围也很重要，我希望大家能够互相帮助，共同进步；同时，我通过自己的行动来树立榜样，示范如何高效地进行研究和解决问题。

整体来说，作为团队负责人，我不仅关注学生的工作进展，更重视他们科研思维能力的培养。我希望他们学会系统思考和创新。这样的培养效果还是不错的，团队成员普遍感到更有动力和归属感，他们的独立工作能力和创新能力也在不断提升。

团队合影2

GREEN CARBON

Part 5

谈Green Carbon期刊发展：

“不仅关注学术研究，也要重视实际应用”

16、Green Carbon是探讨绿色低碳可持续发展领域的学术期刊。您建议期刊如何为您的研究领域发展提供更有特色的平台？如何为更多热门研究领域提供支持？

答：首先，期刊可以定期推出与绿色低碳相关的专题或专刊，比如电化学储能和能源材料，这样能集中展示最新的研究成果；其次，期刊可以加强与国际科研机构的合作，邀请国际学者撰写评论或参与审稿，提升期刊的国际影响力；支持新兴领域也是很重要的，比如新型能源材料和低碳技术。

17、作为青年编委之一，您如何评价Green Carbon创办的意义和对行业的影响？

答：我觉得 Green Carbon 的创办意义非常重大。

首先，它专注于绿色低碳可持续发展这一领域，正是当前全球关注的热点问题。通过发布前沿的研究成果，期刊能够推动绿色科技的发展，并帮助解决环境污染和气候变化等挑战。

其次，Green Carbon 为相关领域的研究人员提供了一个专业的平台，促进了学术交流和知识共享。这不仅有助于推动科研进展和提高研究质量，还促进了跨学科合作，使不同领域的专家能够共同应对绿色低碳领域的复杂问题。

总的来说，Green Carbon 对行业的发展和应对全球环境挑战都有着积极的推动作用。

首先是“精”，要专注于绿色低碳领域，在其中深耕细作，争取成为领域的权威性期刊。同时，要重视跨学科交流，吸引来自环境、能源、经济学、社会学等领域的学者进行投稿。

18、在极具竞争性的学术出版领域，您认为Green Carbon应该如何定位以突出差异化发展特色？

答：在竞争激烈的学术出版领域，Green Carbon 要想脱颖而出，可以从几个方面入手。

首先，专注于绿色低碳领域的前沿课题和新兴技术，比如高效能绿色能源和碳捕捉技术，这能让期刊在某些特定领域建立权威；其次，鼓励跨学科研究，把绿色科技和其他领域结合起来，这样能带来更多创新和突破；另外，期刊还可以关注研究成果的实际应用，报道新技术的商业化进展和实际案例，这样不仅有理论研究，还有实践价值；同时，加强国际合作，邀请全球顶尖学者参与，提高期刊的国际影响力也很重要；推动开放获取和审稿透明度，可以让更多人看到研究成果，增强期刊的公信力；最后，通过线上平台和论坛，建设一个活跃的科研社区，促进学术交流。

19、您对Green Carbon有哪些预期或期待？

答：我期望Green Carbon 能够成为绿色低碳领域的重要期刊，拥有广泛的国际影响力，并有效推动科学技术的发展，同时促进相关产业的协同进步。期刊应当不仅关注学术研究，也要重视实际应用，同时要支持基础和应用研究的同步发展。

此外，期刊可以探索创新的出版模式，如加强数字出版和多媒体传播，以适应数字时代的需求。同时，希望 Green Carbon 能给予青年学者更多关注，帮助他们在学术界建立起声誉和影响力。

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采访手记

如果要用现在流行的一句话来作为开场白，应该是“漂亮是马妍姣老师最不值一提的优点”。这位出生于1988年的教授、博导，有乌黑的长发、白净的皮肤、灵动的大眼睛，称之为美女毫不夸张。

但沟通和采访的深入，马老师身上传递出来了对科研工作的认真、长期主义的规划、面对困苦的坚韧与乐观、极高的自我要求……这些闪着光的优秀品质让人透过她的美丽，看到了更多作为青年科研工作者的魅力和担当。

与马老师对话的过程如春风拂面，因为她语气温和，气质温柔，对各种问题的回答都能娓娓道来。但一次深入对话下来，我们意识到，马老师其实是一位外柔内刚的科研工作者。

比如，她从大学开始就给自己规划好了读研、读博、出国深造这条并不“舒服”的路，并一直向着这个目标前进；比如，她在异国他乡进行博后研究的同时，完成了生娃这件人生大事，并实现了边带娃边科研的“两不误”，熬过了难以想象的身心压力；比如，她始终觉得自己的成果还不够好、不够多，对自己有持续的高要求并付诸实践，期待自己和团队能产生更优质的引领性成果……女性科研工作者的耐力、坚韧，描绘着属于马老师的个人特色。

马妍姣老师是如此的鲜活、生动。一方面，她无疑是一位理智、务实的“长期主义者”，每一步都清醒地知道自己想要什么，定了目标就愿意为之付出最大的努力；另一方面，她也是浪漫的“文艺爱好者”，她画风景、摹人物，为自己的论文在国际顶级期刊的发表配上亲手绘制的封面图，是名副其实的“多点开花”科研工作者。

有个感人的小细节是，即使知道要面对面进行沟通，在我们把采访提纲发过去以后，隔了一天，马老师还是回复了一份详实的、面面俱到的、逻辑缜密的文字版回复，并配了一句话“您好，我简单梳理了一下答案，明天主要围绕这些点来说一下。”在繁重的科研任务之外，对一位孩子仅有两岁的年轻妈妈来说，时间之宝贵不言而喻。这份材料不仅让我们看到了智慧的人是如何用勤奋来“锦上添花”，也让我们看到了属于青年科研工作者的蓬勃希望。

Green Carbon 新声

启迪科技生力军

编辑：Green Carbon期刊中心

审核：Green Carbon期刊中心

关于

Green Carbon

Green Carbon（绿碳，ISSN 2950-1555）是由中国科学院青岛生物能源与过程研究所创办、与科爱集团联合出版的开放获取英文学术期刊，聚焦绿色碳资源的开发与利用、化石碳资源的绿色转化与利用、排放碳资源的固定与利用，以及多尺度碳循环的分析与管理等主题，推动可持续发展领域的科技创新，打造多学科融合的国际一流学术交流平台。期刊将发表原创性研究论文、综述类文章、社论、简短通讯、观点和专题类文章。