一份科研執著 八年青春堅守
——記北京科技大學新材料技術研究院副教授劉永暢

□ 范國軒

劉永暢在調試靜電紡絲參數

一天24小時，你是怎么度過的？

每天早上9點左右，北京科技大學新材料技術研究院副教授劉永暢總是會“雷打不動”地出現在辦公室，在這里靜心研讀文獻，思考科研難題。實驗室也是他的常駐地，為了觀察實驗數據、引導學生深入鉆研科學難題，劉永暢經常工作到很晚，仍久久不愿離去。對于他人來說，這樣“瘋狂的工作”該是多么的枯燥乏味，但劉永暢卻覺得充滿樂趣。

在劉永暢眼中，做科研要摒棄周遭環境的浮躁與喧囂，與其在大潮中撲騰，不如偏安一隅，努力做好自己熱愛的事情。他常說：“科研是我的事業，一天不做就感覺少點兒什么。”多年來，他全身心致力于設計多孔微納米結構用以改善新能源材料與器件的效能。尤其擅長針對鈉離子電池離子遷移動力學緩慢、循環壽命不足、能量密度低、電極材料儲鈉機理不明確等問題開展改性研究，已在相關領域取得一系列創新性成果，達到國際先進水平：他和團隊制備出了目前世界上尺寸最小的Sn負極和NaFePO4正極納米粒子（僅1～2 nm），顯著提升了其快速脫/嵌鈉離子能力；發現了復合金屬氧化物作為鈉離子電池負極材料時存在的“自緩沖”儲鈉機制，有助于增加其循環壽命；提出了構筑自支撐微納電極材料的策略來有效提高鈉離子電池的能量密度、快速充放電能力和循環穩定性。

這許多成果，會讓沒見過他的人以為他是一名“老學究”，但實際上，劉永暢卻是一名90后科研人。

志存高遠 結緣科研

如何成為一名真正的科研人？始于興趣，成于堅持，忠于精神……而在劉永暢看來，對于未知世界的好奇是一切科學研究的基本出發點。2007年9月，帶著17歲少年特有的青澀與激揚，劉永暢走出山西小城，以優異的成績考入北京交通大學材料化學專業。畢業時以專業第二名的成績被保送到南開大學繼續讀研。

研究生二年級時，劉永暢第一次在學術期刊上發表論文。原本只是為了完成畢業任務的文章，卻吸引了很多同行去閱讀甚至引用，這是劉永暢第一次感受到科研帶給自己的成就感，從那時開始，他對于科研的興趣便愈加濃厚起來。碩士期間，劉永暢主要從事鎂離子電池研究。鎂離子電池與鋰離子電池類似，都是通過離子在正負極之間的來回穿梭實現可逆充放電。但是，在循序漸進的研究中，劉永暢卻發現：因其工作電壓和能量密度都比較低，導致鎂離子電池離實用化較遠。因此，在博士期間，劉永暢師從陳軍院士，將主要研究方向轉換到了另一種新興電池——鈉離子電池的研究上。在劉永暢的介紹下，記者了解到：鈉在堿金屬中，處于鋰元素的下游，這就意味著鈉電池的工作原理與鋰電池最為相似，從而可以借鑒鋰離子電池的相關經驗為鈉離子電池的探索、應用提供幫助。除此之外，在地殼中，鈉資源的存儲量要比鋰資源豐富得多，并且價格低廉，可以突破多種因素的限制，實現大規模儲能。這給了劉永暢及相關研究者更大的信心，投身其中，探索不輟。

博士二年級時，劉永暢還在導師的指導下在德國的權威學術期刊《先進材料》上發表了相關文章。步步前行，是科研碩果的積累，隨著研究的深入，劉永暢認為鈉離子電池領域的研發前景廣闊，因此決心將此作為自己長遠的科學研究方向，開始向科研千里之行的下一個階段進發。

以夢為馬 不負韶華

外韌之味，久則可厭；讀書之味，愈久愈深。從事科研以來，劉永暢十分注重研究積累，并有堅持做科研筆記的習慣，8年來，一沓一沓的科研筆記本，如今已累積到一米之厚，里面的一筆一劃，均是劉永暢科研心血的結晶，并成了他“奉為至寶”的精神財富。

“天道酬勤，功到自然成”，劉永暢始終堅信這句話。憑借著不懈努力，他不僅于2016年獲得了中國青少年科技創新獎，還入選了國家首批“博士后創新人才支持計劃”，來到北京科技大學材料科學與工程科研流動站，從事博士后研究。雖然離開了熟悉的科研環境，但在南開大學從事科研工作的那段日子卻一直在潛移默化地影響著劉永暢。如今，作為北京科技大學新材料技術研究院副教授，劉永暢仍不忘心中的信念，在鈉離子電池研究中繼續開拓、步履不停。

“立足自己的研究方向，解決更多的實際問題”是劉永暢科研理想的不變初衷。盡管鈉離子電池優勢眾多，但至今仍未得到廣泛應用，這主要是因為其結構中存在的諸多限制性因素。“鈉離子半徑比鋰離子大，這就導致其離子傳輸速度較慢從而影響了其充電速度，而在進行相關反應的時侯，很容易造成電極材料的破壞，因此其循環壽命較短。”劉永暢說。為了解決這些問題，他一直在不斷努力前行著。

納米材料可以增加離子遷移的通道，縮短離子遷移的路徑，可以承受更高的形變應力，強度大，也有著更多的活性位點來儲存鈉離子、鋰離子等，但是納米材料表面能高，容易團聚形成大顆粒，進而性能降低。在多孔微納材料的合理設計及可控制備研究中，劉永暢及其合作者就是通過構筑微米結構，使納米粒子形成有序排列，來增加其結構穩定性，而引入多孔結構則為離子傳輸提供了更多通道。同時，他們還設計了不同維度的納米材料，來測試其對鋰/鈉/鎂/鋅等離子的存儲性能，理清楚其中的構效關系，提供一種普適性的應用原理。

為師為研 孜孜不倦

“十年寒窗苦讀，一朝學成報國”。在劉永暢看來，青年科研人員需要具有堅定不移的科研精神，守正創新、愛崗敬業、精益求精，成為中國科研事業的支柱。

中共中央、國務院在印發的《國家創新驅動發展戰略綱要》中曾提到：我國的戰略目標要分三步走，到2020年進入創新型國家行列，到2030年躋身創新型國家前列，到2050年建成世界科技創新強國，成為世界主要科學中心和創新高地。時年29歲的劉永暢正好趕上了國家創新發展的大潮，剛剛入選中國科協“青年人才托舉工程”的他也深深感受到了國家對青年科技工作者的重視和支持。在祖國的科研水平與科研條件日益提升的情況下，他也更有底氣、更能安心地為國而研，實現自己的科研理想。

一直以來，劉永暢始終用自己的默默付出立德樹人、化育英才。在學生的引領工作中，他因材施教、循循善誘，主張發揮學生的主觀能動性。有一次，劉永暢的一位學生在靜電紡絲實驗中，無意間將溫度調高了一些，卻煅燒出了使用性更強的納米線。這次小小的“意外”，更讓他深深體味到了做實驗不要墨守成規，有時候創新性工作是在不經意間做出來的。

如今劉永暢的學生，大多都是90或95后，與他的年紀相仿。在時下追星的狂潮之下，劉永暢也經常會跟自己的學生說:“要有屬于自己的代表作。”而對于今后即將要走入科研崗位的學生來說，他們的代表作就是自己的科研成果。劉永暢一直堅信：做研究不是敷衍，不是完成任務，只有不畏挑戰，深入問題之中，才能做出更多造福社會以及被人們銘記的“佳作”。

科研人也要懂得生活。雖然忙碌的科研事業已占據了劉永暢大部分時間，但閑暇之時，劉永暢還是會從自己喜歡的籃球以及音樂中，找到那份久違的輕松。他說自己最喜歡的明星就是劉德華，他出身平凡，從一個寂寂無聞的小演員到紅透亞洲的影、視、歌、廣告巨星，付出了極大努力。在劉永暢看來，資質平庸并不是停止努力的借口，堅持平常心，把科研當作自己的興趣和事業去堅持、去努力，就會收獲更多、實現更多。

很多人眼中的科研人員，應該是站在世界前沿的領域里用雙手推動時代的齒輪，給人類文明創造更多可能性的一群人。在劉永暢看來，他所做的只是“做好自己熱愛的事情”。不飽食以終日，不棄功于寸陰。今后，他還將迎著國家發展的浪潮，抓住國家科技飛速發展的機遇，在科研世界中勇擔職責、不懈求索，為國家科技進步貢獻力量！