科技向新 人生向勇
——記電子科技大學先進能源技術研究院院長向勇及團隊

杜月嬌 楊 戈

科技道路的追光者

光陰荏苒。屈指算來，距向勇全職回國加入電子科技大學已經過去了14個春秋。1977年出生于四川成都郊縣農村的向勇，有著“70后”特有的吃苦耐勞、敢想敢做、敢打敢拼、韌勁十足等優秀品質。出身平凡的他堅信，唯有激流勇進，方能中流擊水，憑著自身勤奮努力去闖出一片廣闊天地。在科研道路上，這些優秀品質讓他翻越了一座又一座高峰。

向勇自高中時代起就懷揣著科技報國的夢想。他的人生偶像是“兩彈一星”元勛錢學森先生。錢老是中國科學技術大學（以下簡稱“中科大”）的奠基人之一，為新中國的科學研究、學科建設和人才培養貢獻了寶貴的智慧和力量。在20世紀50年代，他創辦了中科大力學系，并擔任了20年的系主任。向勇夢想成為一名像錢學森那樣的愛國科學家，學有所成后為國家和民族振興貢獻力量。這個夢想激勵著他加倍努力，從高一跳級到高三參加高考，并填寫了唯一的高考志愿——中國科學技術大學。人生中的第一個重大選擇，向勇就把自己與未來的科研創新工作緊密地聯系在了一起。幸運之神眷顧勇者，1995年，向勇成為由錢學森建議、中科大力學系設立的“材料強度與材料設計”專業的第二批學生，從此踏入了材料科學的奇妙世界。

向勇

在中科大，向勇選擇了“結硬寨，打呆仗”的“笨”方法，每天起早貪黑，從圖書館借來大量書籍和資料，廢寢忘食地研讀。他尋找一切機會向老師和學長請教，摸索出學習的規律與方法，養成了非常強的自學能力。只有當遠大的目標和強烈的興趣激發出持久的勤奮和努力，才能使潛藏的天賦得以發揮。向勇一步一步成長為班級里最優秀的學生，獲得了中科大學生的最高榮譽——郭沫若獎學金，畢業時，他還獲得美國哈佛大學全額獎學金，赴美攻讀材料科學博士學位。

哈佛大學是當今世界學術中心之一，也是很多原創科學思想的發源地。在那里，向勇師從世界著名的薄膜材料科學家約斯特·烏拉薩克（Joost Vlassak）教授，一頭扎進了材料科技前沿，爭分奪秒地汲取著營養。

剛到哈佛求學之初，向勇便遇到了“從0到1”的創新挑戰。烏拉薩克教授把他帶到一個空空蕩蕩的房間，不失幽默地告訴他：“這就是我們的實驗室，你很幸運從頭開始去建設。”作為烏拉薩克教授在哈佛招收的第一個博士生，向勇沒有片刻的猶豫，立即動手解決問題。從策劃、設計到建設并不斷完善，前后花了接近3年的時間，他在導師的指導下建成了一個行業獨有的薄膜材料微觀力學行為研究平臺。“我們的儀器設備都是自己設計和搭建的，能得到別人得不到的實驗結果，因此也吸引了不少知名科學家和行業龍頭企業前來和我們一起聯合研究。”這讓向勇親身體驗到原始創新是引領科學技術發展的第一動力。

烏拉薩克教授治學嚴謹，對實驗要求十分嚴苛，對論文撰寫一絲不茍。他經常反復幫助向勇修改論文，連一個標點符號都不放過。這種嚴格的學術訓練培養了他嚴謹認真的治學態度，為他后來的學術生涯奠定了扎實的基礎。在實驗室建成后，向勇持續發表了十幾篇高水平論文，多次獲得學術會議最佳論文獎和美國材料學會研究生銀獎等榮譽。他還積極參與產學研合作項目，得到行業高度認可。其中，他與半導體芯片行業巨頭英特爾公司的技術合作幫助解決了半導體芯片領域一系列薄膜材料的可靠性問題。畢業之后，烏拉薩克建議向勇“可以先進工業界看看，了解一下真實世界的需求”，一如他當初從斯坦福大學博士畢業后，先進入硅谷半導體行業工作了幾年，再回到學術界任教的經歷。于是，向勇選擇了位于硅谷中心的英特爾公司總部，擔任材料技術部高級研發工程師和項目經理，從事微處理器芯片、相變存儲芯片和微系統器件等方面的薄膜材料技術研發。

在英特爾公司的這段工作經歷讓向勇受益匪淺，受硅谷特有的創新文化和創業精神的熏陶，他對科技成果如何轉化成生產力有了更深刻的體會。這對向勇今后的工作和人生都產生了深遠的影響，“學以致用、用以促學”的理念更是根植于心、付之于行。他始終堅持面向真實的需求、做有用的科研，并致力于促進科技與產業的深度融合。

向勇團隊合影

事業漸入佳境，向勇也時刻關注著國內的發展，希望把自己留學和工作期間積累的知識和能力，用于祖國相關領域科學技術的發展和突破。

2009年，向勇做出了人生中的另一個重大選擇。他辭去了英特爾公司的工作，回到家鄉成都，加入了電子科技大學微電子與固體電子學院，成為當時學校里最年輕的教授之一。向勇并不認為放棄國外的一切帶著全家回國是一個非常艱難的決定，他表示：“我出國之前本來就打算學成之后回國的，在硅谷工作幾年也是為了多學一些課本之外的東西，最終我還是要像錢學森先生一樣回來報效祖國。”

作為崇尚“知行合一”的學者，向勇始終銘記著要向自己人生和事業的偶像錢學森先生學習，讓科學研究成為推動社會進步的源動力，并讓自己的祖國站起來、富起來、強起來。他非常感恩自己的人生伯樂，時任電子科技大學微電子與固體電子學院院長李言榮院士，當年引進自己回國，給自己提供了一個又一個實現理想抱負的寶貴機會。而李言榮院士也一直關懷并支持著向勇回國后的發展。

回國14年來，向勇全身心扎根于電子科技大學的學術沃土之中，取得了一系列教學和科研成果，奠定了自己在國內外材料基因工程與先進能源技術領域的學術地位。多年后談起當初回國的決定，向勇認為這是自己人生之中非常明智的選擇。“我有幸參與了從無到有地建立電子科技大學新能源學科的過程，并且有機會參與國家層面材料基因工程和先進能源技術方向多個專家組的工作，作出自己的貢獻，在國外是不可能有這樣的機會的。”他非常感謝學校歷任領導給予自己的支持和幫助，讓自己有機會實現人生價值。

材料創新的領跑者

面對全球百年未有之大變局，大國之間的戰略博弈正在全面升級。在這場看不見硝煙的戰爭背后，實質上是國家硬核科技實力的較量。而材料是一切高新科技的物質基礎，也是國家硬核科技實力的根本所在。無論是半導體芯片，還是新能源汽車，以及航空航天、國防裝備等，都遵循“一代材料、一代器件、一代裝備”的發展規律。

向勇（右）與時任副校長楊曉波（左）在材料與能源學院授位典禮上

然而，我國仍有很多核心關鍵材料依賴進口，不斷成為“卡脖子”技術瓶頸，這嚴重掣肘了我國國防工業和高新科技產業的發展。已故著名材料科學家師昌緒院士曾在2013年指出，中國在核心關鍵材料領域的自給率僅為14%。近年來雖然有所改善，但對外依存度仍然非常高。降低核心關鍵材料的對外依存度，已成為提升中國科技實力刻不容緩的大事。而正在全世界材料領域興起的材料基因工程技術，正是破解“卡脖子”材料技術瓶頸的一大利器。

2011年，美國率先提出了旨在加速新材料開發、制造與應用過程的國家材料基因組計劃。這也是美國制造業回歸計劃的重要組成部分，他們期望通過新材料科技革命引領高端制造業發展，從而繼續引領未來的高新科技產業。在此情況下，我國緊跟國際發展前沿，在師昌緒院士和徐匡迪院士倡導下，由中國科學院和中國工程院牽頭啟動了中國材料基因工程計劃。“我剛回國不久，非常榮幸成為最早參與國家材料基因工程計劃的科學家之一，擔任了中國工程院材料基因組計劃重大咨詢項目專家組成員，并在陳立泉院士等專家帶領下承擔了一部分咨詢報告的撰寫工作。”向勇的言語中充滿了自豪感和使命感。

材料的成分和結構決定了其性能，材料科學與工程的關鍵在于掌握材料配方設計和工藝開發的訣竅，以獲得滿足應用需求的材料結構和性能。材料基因工程融合了材料計算設計、高通量材料實驗、材料大數據及人工智能等技術，通過數據驅動和機器學習等智能化技術手段，加速新材料的配方設計、工藝優化和規模制造等過程，大幅縮短新材料研發到應用的周期，并降低其成本，是新材料研發方法的一次顛覆性技術革命，也必將帶來新材料科技和產業的顛覆性技術革命。

向勇結合電子科技大學在大數據、人工智能等新一代電子信息技術領域的學科優勢，提出了“電子信息+新材料和新能源”的發展思路，帶領團隊積極推動材料基因工程技術在學校的落地生根和開花結果，不僅讓電子科技大學成為中國材料基因工程技術發展過程中的一支中堅力量，也促進了電子科技大學新能源學科的快速發展，逐步形成了新能源材料與器件專業的“基因工程”特色和優勢。

經過十余年的不懈努力，向勇團隊打破了國外技術封鎖，自主研發了一系列材料基因工程高通量實驗裝備、數據建模算法和材料智能設計方法，將過去需要數年甚至數十年才能完成的新材料研發工作縮短到數月甚至數星期，應用于安全高能電池和柔性智能傳感等領域，大大加快了新技術研發進程，取得了一系列突出的研究成果。

2012年，在時任電子科技大學副校長楊曉波教授引薦下，向勇有機會跟隨我國電子和能源領域的戰略科學家朱利宏教授從事前沿顛覆性能源技術研究，安全高能電池是其中一個重點研究方向。向勇團隊先后承擔了固態鋰電池、自修復能源、大容量電池、分布式能源等多個課題，通過鋰電池材料基因底層工程技術的突破和鋰電池系統智能管控技術的應用，重點解決了如何協同提升鋰電池的能量密度、功率密度和生產使用過程中的安全性等關鍵技術問題，取得了一系列的創新成果。

鋰電池作為一種重要的新能源技術，已廣泛應用于國民經濟各行各業。大到航空航天、國防裝備，小到消費電子、電動汽車，還有新興的電力儲能、電動船舶、電動重卡，以及未來的電動航空等，鋰電池的應用范圍越來越廣，已然成為支撐我國新型能源體系建設與國家能源安全保障的關鍵技術之一。

然而，現有的鋰電池技術仍然存在著不可忽視的安全隱患。鋰電池固有的熱失控風險導致其在生產和使用過程中容易起火爆炸，往往造成重大生命財產損失。如何徹底解決鋰電池材料體系的本質安全問題，以及現有鋰電池在廣泛應用情況下的管理安全問題，是整個行業長久以來面臨的世界級難題。

向勇對這一難題形象地做出了解釋：“鋰電池是像人一樣的活體，內部持續發生著復雜的化學反應，它有自己的生命周期，也有生老病死。人不舒服可以去醫院體檢，但是鋰電池在運行過程中內部產生的微缺陷、鋰枝晶等安全隱患卻不容易實時檢測出來。就像人體內的癌細胞如果不能及時發現，就有可能擴散，直至危及生命。即使我們能夠通過電量下降、電壓不穩等外部癥狀，預感到電池可能出了問題，但并沒有辦法精確定位故障電池，也沒辦法及時隔離，因此，電池故障就有可能逐步演化成熱失控，也就是局部反應過激或內短路發熱導致電池內部溫度越來越高，形成惡性循環和鏈式反應。熱失控一旦發生，會導致鋰電池起火爆炸，并進一步觸發鏈式反應過程，難以阻斷。”

針對鋰電池安全管控面臨的“風險不可知、故障不可控、燃燒不可斷”等技術難題，向勇團隊通過十多年的研究探索和聯合攻關，突破了植入式傳感器、風險預測算法、故障隔離重構電路、阻燃電解液等關鍵技術，形成了鋰電池全生命周期安全管控技術體系，為解決鋰電池起火爆炸問題提供了全新技術途徑。這一成果已取得授權發明專利50余件，高水平論文80余篇，具有完全自主的知識產權，目前已應用于鋰電池生產制造、電動交通，以及通信基站、航空航天等國家重大基礎設施和重大工程領域，取得了突出的經濟和社會效益，并獲得了2022年四川省科技進步獎一等獎。

向勇團隊的另一個重要研究方向是柔性智能傳感技術。除了在鋰電池傳感方面的成功應用以外，團隊成員正在大力推進柔性智能傳感技術在智慧醫療、可穿戴設備、人機交互等領域的發展與應用。向勇認為：“柔性智能傳感的底層關鍵技術正是材料和工藝。”

向勇（中）指導學生實驗

近年來，電子科技大學積極響應習近平總書記提出的科技創新“四個面向”，并在曾勇校長的大力支持和積極推動下，聯合四川大學華西醫院設立了醫工融合交叉人才培養基金。向勇團隊也積極參與了醫工融合計劃，并與四川大學華西醫學技術學院執行院長、中華醫學會影像技術分會主任委員李真林教授合作，共同開發一種柔性低劑量X射線探測器。向勇團隊提出了一種新型的X射線光子探測材料，有望將探測器靈敏度提升100倍，從而把X射線輻射劑量降低100倍，大大減少醫患在DR、CT等檢查過程中的輻射傷害，特別是在介入醫療需要CT實時引導的場景中。

夢想之光正在照進現實。向勇團隊成員利用材料基因工程技術，在短短半年時間里已經將作為醫用X射線探測器核心關鍵的感光材料敏感度提升了十多倍。向勇自信地表示，實現100倍的目標只是時間問題。

“我們將柔性傳感技術應用在人機交互領域，比如我們跟京東方聯合研發的屏下大面積超聲波指紋識別芯片，代表了下一代手機屏下指紋識別技術升級和產品換代方向。我們還跟京東方聯合共建了四川省柔性顯示材料基因組工程研究中心，共同提升半導體顯示行業的新材料技術自主研發和自主可控水平。”向勇對此很是自豪，自己帶領團隊取得的技術突破，實實在在地幫助中國企業提升了原始創新能力和國際競爭實力。

大國重器，只有把核心技術掌握在自己手中，才能真正掌握競爭和發展的主動權。中國的新材料技術要想打一場翻身仗，想在產業化的道路上取得關鍵性突破，除了自主創新之外，沒有別的路徑可走！

回國14年以來，向勇帶領研究團隊堅持走產學研深度融合發展之路，致力于推動科研成果轉化成先進生產力，加快新材料研究成果在電子信息、能源交通、醫療健康、航空航天、國防裝備等先進制造領域應用，助力突破“卡脖子”材料技術瓶頸，為實現習近平總書記提出的“加快建設科技強國，實現高水平科技自立自強”作出自己應有的貢獻。

識才育才的引路人

習近平總書記深刻指出：“全部科技史都證明,誰擁有了一流創新人才、擁有了一流科學家，誰就能在科技創新中占據優勢。”

當今世界正經歷百年未有之大變局，大國之間正圍繞硬核科技展開博弈，誰跑得更快，誰就能搶占制高點。材料科技水平是衡量一個國家科技產業綜合實力的重要標志，對我國未來搶抓新一輪科技革命機遇、實現創新引領發展具有基礎性和戰略性意義，而這需要一大批具備交叉學科背景的材料專業技術復合型領軍人才。

這些年來，向勇傾注心血，努力拼搏，殷切希望以自己一身所學為祖國的新材料和新能源技術發展盡綿薄之力。“能參與到中華民族偉大復興的發展洪流中，是人生之中難得的機遇，我們這幾代人非常幸運。”在材料技術創新的跑道上，向勇正在努力成為一名領跑者；在材料專業技術復合型領軍人才培養方面，他更是努力成為一名引路人。

2010年6月，向勇回國之后不久就擔任微電子與固體電子學院院長助理，并在院領導的支持下牽頭組建了電子科技大學新能源技術中心。當時，我國新能源相關學科才剛剛起步，沒有太多可供借鑒的經驗，面對的困難可想而知。但向勇在哈佛大學協助導師搭建實驗室的時候就已經練就了敢做“拓荒牛”的創業精神和能力，勇敢接受了學校新能源材料與器件專業建設和新能源學科拓展的任務。“感謝時任學院領導靳敏書記和張懷武院長對我的信任，安排我牽頭拓展這個學科方向。當時我們既沒有開設相關專業，也缺乏相應的師資，確實很艱難。”向勇回憶道，“但在各級領導的大力支持下，我們成為第一批在教育部成功申報新能源材料與器件專業的學校之一。”

2011年，新能源材料與器件專業招收第一批本科生。為加大學科拓展力度，學校成立了能源科學與工程學院，向勇義無反顧地帶著新專業師生參與到新學院的組建工作中，擔任能源科學與工程學院副院長，負責教學管理和人才培養工作。新成立的能源學院銳意進取，面向全球招兵買馬，迅速組建了師生隊伍，并形成了國際化特色鮮明的新能源學科建設方案。其中，新能源材料與器件專業很快就成為國家級特色專業和國家級一流本科專業建設點，成為國內培養“互聯網+新能源、新材料”復合型領軍人才的肥沃土壤。

作為新能源材料與器件專業的負責人，向勇一直孜孜不倦地探索創新型人才培養模式，大膽推行教學改革，不斷創新教學模式，提出了“以教促學”（Learning by Teaching）、“動手學習”（Learning by Doing）、“研討學習”（Learning by Discussion）等創新型課堂教學模式。2017年年底，按照學校推進“新的辦學結構改革”總體戰略部署，由原微電子與固體電子學院和原能源科學與工程學院的材料、化學和能源等相關學科合并成立了材料與能源學院。向勇又挑起了學院院長的擔子，并一如既往地將人才培養放在了學院發展的首要位置。他結合國家創新發展戰略、材料基因學科前沿、學校國防研究特色，以及創新創業人才培養需求，將立德樹人融入思想道德教育、文化知識教育、社會實踐教育等青年學生培養的各環節，帶領學院師生探索并形成了“夢想驅動、未來牽引、四創融合”前沿顛覆性創新創業人才培養模式。這個模式通過樹立“科技報國、創新強國”夢想幫助學生構建更高的人生格局和價值觀，通過描繪“材料基因、先進能源”未來場景幫助學生建立遠大的理想和抱負，通過“場景創想、概念創造、技術創新、產品創業”的四創融合訓練幫助學生建立原始創新的信心和成功創業的能力，從而培養新一代德才兼備、理實交融的復合型領軍人才。

2020年第三屆“智能·能源”四季論壇代表合影，向勇擔任此次論壇共同主席

春華秋實，碩果累累。電子科技大學新能源專業高素質的畢業生受到國內外知名高校和企業的歡迎，多名畢業生保送到清華、北大等國內知名高校繼續深造或獲得全額獎學金進入哈佛、劍橋等世界名校攻讀博士學位。此外，還有多名學生積極參與創新創業，先后獲得了“創青春”全國大學生創業大賽、團中央“小平科技創新獎”、“互聯網+”大學生全國創新創業大賽等國家級和省部級金獎銀獎十多項。向勇個人也多次獲得創新創業優秀導師獎及優秀博士后指導教師稱號，他主持的創新創業人才培養教改項目還獲得了2021年四川省高等教育教學成果獎二等獎。

近年來，電子科技大學校長曾勇大力推動高水平科研育人新工程教育改革計劃，旨在以交叉融合、系統集成、全過程貫通為主要途徑，通過工程教育方式與手段創新，構建高水平科研支撐本科拔尖創新人才培養機制。向勇是科研育人計劃“材料基因工程”項目的負責人，他開始進一步探索更好的人才培養模式。“科研工作者絕不能為了發文章而發文章，而是一定要真正解決問題。所以要從一開始就帶領學生們從象牙塔里走出去，與實實在在的需求密切結合，做到學以致用，知行合一。”這也正是向勇一直堅持的發展思路。

向勇認為：“授人以漁才是人才培養的根本。要著重培養同學們主動思考、敢于創新、善于創新的思維方式，提升他們提出問題、分析問題、解決問題的實踐能力，幫助他們樹立從真實的需求中尋找科學問題、將創新成果轉化成生產力、將科學研究與國家需求緊密結合的價值觀。”向勇常常和學生們談心，共同討論人生目標、事業規劃、未來理想，毫無保留地分享自己國內外求學工作的閱歷和經驗，令這些年輕人受益匪淺。

“老師最大的價值不僅僅在于自己創造價值，更在于他能夠影響一群年輕人，傳遞一種精神力量，激勵更多人去發揮主觀能動性，瞄準共同目標努力奮斗，讓國家變得更富強，讓生活變得更美好。”向勇與學生的關系不僅是師生，還是朋友，更是未來一起努力奮斗讓中國材料科技產業領跑世界的戰友。他一直銘記并感恩那些在自己成長過程中幫助過自己的良師益友，也希望把他們教給自己的優秀品質傳承給自己的學生。

為了幫助學生們開闊視野、增長見識，向勇充分利用自己的資源，推薦他們參加國內外各種會議交流并作學術報告，或是把他們送到哈佛、斯坦福等世界名校去聯合培養，以幫助他們充分了解國際學術前沿，建立國際化視野，為未來的創新創業打下堅實基礎。

向勇獲得2022年四川省科學技術進步獎一等獎

向勇推陳出新、不拘一格的培養方式讓很多年輕人找到了自信和奮斗的方向。他對科研的熱情和執著，激勵著團隊成員們，以科技創新為己任，把核心科技競爭力和主動權掌握在自己手中。在前進的道路中，向勇不停鼓勵著自己身邊的年輕人：科研需要創新，要時刻站在最前沿的陣地上；人生則需要勇敢，要敢于探索未知的領域，將不可能變為可能。

向勇一直銘記著自己學習工作過的3個學校的校訓，不斷激勵著自己和團隊前行——中國科學技術大學的校訓“紅專并進、理實交融”是老一輩愛國科學家留下的光榮傳承，深深地銘刻在向勇的骨子里；哈佛大學的校訓“Veritas”（拉丁語，意為真理）是科學道路上追求的永恒之光，指引著向勇求學問道的方向；電子科技大學的校訓“求實求真、大氣大為”是時代科技先鋒的做人做事準則，激勵著向勇帶領團隊為中華民族的偉大復興不懈奮斗、全力奉獻。這些文化底蘊也是向勇所要努力傳承的精神財富，時刻鼓舞著他繼續昂首勇攀科學峰，俯首甘為孺子牛。