本刊特約記者 吳在平
作為福建省出席黨的二十大的兩位高校代表之一,中國科學院院士、廈門大學教授孫世剛直言倍感光榮,更覺使命重大。
“聽完黨的二十大報告,非常振奮!我們黨確立了科教興國戰略、人才強國戰略、創新驅動發展戰略,這是我們黨的重大戰略決策,必將對國家的未來發展產生深遠而重大的影響。”他說,黨的二十大報告對我國過去10年所取得的偉大成就做了系統性全面總結,一些重大的成績在報告中都列舉了出來。
在討論中,代表們談到成就時,話題往往不約而同地集中在新能源技術上。孫世剛對此更有感觸,因為他和他的團隊一直參與新能源技術的研發與利用。孫世剛預計,到2060年實現碳中和的時候,我國風能、太陽能的發電會占到50%,“從事新能源領域的研究是大有可為的。”
孫世剛,2015年當選中國科學院院士,現為廈門大學化學化工學院教授,長期從事電化學、表界面科學和能源電化學研究,在科研、教學等多個領域獲得一系列成果和榮譽。
那么,院士是怎樣“煉成”的?他和他的團隊研究的又是什么?帶著這些問題,在孫世剛的實驗室,我們進行了深入的訪談。
上世紀60年代,不到16歲的孫世剛“上山下鄉”到了農村。年紀小、個頭也小的他,總被安排和婦女們一起干活。后來,生產隊長讓他每天早上舉個擴音筒給大家讀報紙,宣傳時事政治。就是這份工作,讓孫世剛學到了不少新字詞,積累了一些語文知識。
后來,孫世剛參加職業中學考試。因數理化基礎差,他選擇只考語文的農業中等專業學校。還算幸運,他被一所省重點農業中專錄取,分配到農業機械化專業學習。這個專業的課程很扎實,包括語文、數學、物理、工程力學、機械制圖、農業機械維護管理等。入學后,孫世剛學得很認真,基礎打得很扎實。


畢業后,孫世剛被分配到當地的一個農機站上班。有一次,他和老師傅一起修好了一臺電動機,這事讓他出了名,大家有什么要修的都來找他。這一次,他從中感受、領悟到了知識的魅力與力量。“我就學了這么一點東西,就能解決現實中的問題。”他突然比較清晰地明白了學習的意義,學習更多知識的愿望變得迫切了。于是,找來數學和物理方面的教科書,把大學的代數、微積分和電磁學等自學了一遍,準備參加高考。
1977年冬天,孫世剛在老家四川萬縣參加高考。幾個月后,他收到了廈門大學的信函,其中除了電化學專業錄取通知書,還有一紙說明信。“本來您沒有報我們學校,也許接到通知書又高興又奇怪。”招生老師解釋了把他調劑到廈大的原因,并表達了熱情歡迎和問候。
廈門在哪里?孫世剛當時沒有一點概念。“就這樣,我在一片未知中踏上了人生的新旅程。那時我并不知道,廈門大學將是我未來數十年扎根的地方。”
入學廈大,孫世剛發現,當年的同學無論在年齡、背景還是學識基礎上,差別都很大。在開學后舉行的化學和英語兩門功課的摸底考試中,老師會格外關注基礎比較差的學生,適當開開小灶。“整個大一,我就著重學這兩門課。經過一年惡補,我的英語和化學成績都上來了。”他很快發現“化學真是有用”,從老百姓的日常生活到國家尖端科技都會用到。這極大地激發了他的學習興趣。
1982年,孫世剛以優秀成績從化學系本科畢業,并參加了研究生考試,報考專業的導師是電化學家、中科院院士、廈大校長田昭武。成績出來后,田校長找到孫世剛,問他想不想出國讀研。“我覺得這是一次難得的學習深造機會,就抓住了。”在上海經過3個月的法語突擊培訓,到法國又閉門學習了3個月,孫世剛他們便遠赴巴黎,在居里大學(巴黎第六大學)電化學專業學習。
沒有教材,沒有講義,純法語授課,講授的內容只能聽懂一些,只好靠課外自學來彌補。法國教育部沒有準許馬上注冊學籍,這是因為半個學期后要舉行統一考試,考試成績夠好才能留下來繼續學習。孫世剛暗下決心,決不能落下。他有一位相處較好的法國同學,每次下課,孫世剛就找他借課堂筆記去復印,晚上拿回宿舍邊查字典邊補習。
功夫不負有心人。孫世剛的學業成績得到了分管教授、居里夫人的女婿米歇爾·楔姆拉(Michel Chemla)的肯定。他興奮地說:“咱們班上這兩個中國同學,法語講得一竅不通,學習成績倒很好!”

經過一年學習,孫世剛的法語基本過關,不僅能聽懂老師講課,還能用法語寫論文、答辯。法國當時有兩級博士學位——第三階段博士和國家博士。成績最優秀的研究生才能注冊國家博士學位,也只有獲得這個學位,才有到大學任教的資格。孫世剛順利地拿到了國家博士學位,進入法國科學院做博士后研究。
在法國留學5年后,孫世剛回到了祖國,回到了廈門大學。“早日學成回國,參加國家建設還是我們這一代留學生的普遍共識。當時,飛速發展的中國也正需要人才。所以,我決定回國,回到廈門大學。母校滋養了我,現在是我回報的時候了!”
留法學習期間,田昭武院士多次到法國考察。他每次都會去看望這些廈門大學的留學生,給他們講中國發生的變化、廈門大學的變化,鼓勵大家學好本領,回國做事。他還告訴孫世剛,廈門大學將要建立固體表面物理化學國家重點實驗室,而這正是孫世剛鉆研的方向。孫世剛想,是時候回去了。
按規定,每個博士后流動站只能招收兩人。廈門大學的博士后站已經招滿兩人,孫世剛不知何去何從。回到廈門大學,他向田昭武先生匯報了這個情況。學校非常重視,正式給科技部博士后管委會發了一封公函,申請多給1個名額,表示產生的所有費用將由廈大自理,不給國家增添負擔。博士后管委會接到公函,研究后,同意給廈門大學增加一個博士后名額。這樣,孫世剛順利地回到廈門大學任教,同時進入物理化學博士后流動站工作。如今回想起來,孫世剛總是心懷感激。他動情地說道:“這就是廈門大學的優良傳統,滿滿的人情味和凝聚力!”
在法國學成時,國外一些研究院所和高校開出優渥條件,希望孫世剛接受聘任,但他毅然謝絕了。回到廈門大學,孫世剛馬上投入固體表面物理化學國家重點實驗室建設。當時,國內在原子排列結構明確的金屬單晶電化學和電化學原位紅外反射光譜兩個國際前沿科研方面處于空白,基礎條件與國外有巨大差距。孫世剛與他指導的研究生、本科生一起,硬是在困難的條件下,在這兩個新領域闖出了一片新天地,為國家重點實驗室的建設貢獻了重要力量。
1990年,孫世剛成功建立了國內第一套電化學原位紅外反射光譜系統,研究成果“光學光譜電化學”獲得1992年度國家教委科技進步獎二等獎。隨后又創建了電化學原位顯微紅外反射光譜、步進掃描時間分辨紅外反射光譜等一系列居國際先進水平的原位紅外反射光譜方法,把電化學原位紅外反射光譜的時間分辨率提高到國際上迄今最快的10μs。由于在開發和推動光譜技術發展方面做出杰出貢獻,2018年,孫世剛獲“中國光譜成就獎”。
此后,孫世剛帶領科研團隊發展電化學控制合成方法,于2007年首次制備出高催化活性的二十四面體鉑納米晶,顯著提升了催化活性,研究結果發表于《Science》,被《Science》專文評價為“納米催化劑合成的重大突破”,被美國C&EN評為2007年度化學24項重大研究進展之一,被英國皇家化學會Chemistry World評為2007年度化學40項最前沿研究之一。他把這一研究進一步拓展到各種金屬、合金催化劑以及二次電池電極材料的結構控制合成和性能提升,取得一系列原創性成果,引領高表面能納米材料研究進入國際前沿。
被廣泛用于燃料電池、石油化工、汽車尾氣凈化等領域的鉑催化劑,因鉑金屬資源有限,價格昂貴,提高鉑納米材料的催化活性和穩定性,一直是企業與科研人員尋求突破的困境。2013年,孫世剛團隊憑此成果獲得國家自然科學獎二等獎。2015年,因在電化學領域的杰出貢獻,孫世剛當選中國科學院院士。
近年來,隨著中國新能源產業崛起,企業迅速成長。越來越多的企業找上門來,尋求科研支持和合作。孫世剛和他的團隊主動肩負起責任,把自己的科學追求融入產業發展需求,帶領團隊與企業進行產學研的深度合作。
11月9日,在中國(遂寧)國際鋰電產業大會暨新能源汽車及動力電池國際交流會上,孫世剛表示,我國鋰電產業現有的發展面臨著資源、能量、安全、使用環境等四方面重大挑戰,現有的應用規模最大的鋰離子電池能量密度已經接近理論極限,還出現了一些安全問題。他提出,從技術創新的角度,需要在材料、界面、傳輸、系統等四個層面予以解決。特別是在材料方面,尋找高比容量的新材料并研發出高安全穩定的電池新體系,是未來的探索方向。
新能源產業,是福建省重點布局的戰略性新興產業。“十四五”期間,計劃打造兩個以上產值超千億元的產業集群。廈門市先著一手,大力招商,中航鋰電、廈門時代、海辰新能源、廈鎢新能源等新能源龍頭企業均已搶灘廈門。2021年底,寧德時代投資70億元,廈門時代鋰離子電池生產基地項目(一期)開工建設。海辰新能源的儲能項目也已投產。目前,廈門市正在籌建成立鋰電產業聯盟,以促進產學研深度結合。

孫世剛和他的科研團隊有了更廣闊的用武之地,目前已與寧德時代、廈鎢新能源開展有效合作。孫世剛認為,我們的研發成果能夠幫助企業創新,企業能力提升后產生的需求,也在幫助我們調整科研方向,二者相互促進。
“我們的科研就是要響應國家的戰略決策,解決新能源領域提出的實際問題,服務于國家的戰略布局。”孫世剛說。目前,我國新能源領域發展很快,但國際競爭十分激烈。“我們現有的一些體系,其實都是國外提出來的,包括鋰電池的技術標準。”孫世剛認為,最近兩三年,歐盟及美國、日本、英國等國家,都制定了國家層面的重大研究計劃,就是希望能夠一直在這個源頭上保持領先地位。
怎么辦?這些重大責任就落到了我們科研工作者身上。孫世剛說,貫徹黨的二十大精神,堅持創新引領、創新驅動,我們就要回到科技的源頭,著重解決當前的一些卡脖子技術問題。我們更要著眼未來,開展原創性、引領性的基礎科學研究和工程技術攻關,確保我們能夠開辟新的賽道。
11月25日,2022年“把青春華章寫在祖國大地上”大思政課網絡主題宣傳和互動引導活動在廈門大學舉行。作為嘉賓,作為黨的二十大代表,孫世剛院士與其他代表一道,走進廈門大學,分享過往的求學經驗,并為莘莘學子送上鼓勵:“生逢盛世當不負盛世,生逢其時當奮斗其時!”
從出國留學目睹祖國與西方國家的差距,到奮發學習取得優異成績,再到謝絕國外挽留毅然回國;從科研成果只留給國家應用到主動承擔國家關鍵技術攻關課題,孫世剛一直在踐行心中的科技報國理想。“從學習西方,到與西方競爭,我深刻體會到,愛國是科學家精神之魂,人才是成功之本。”這是孫世剛的肺腑之言。