祖丽皮亚 | 从上海交大出发，探索电池里的秘密

祖丽皮亚·沙地克，上海交通大学机械与动力工程学院副教授，博士生导师。2012年本科毕业于上海交通大学化学化工学院，2017年博士毕业于复旦大学化学系。2017年至2021年在美国布鲁克海文国家实验室担任博士后助理研究员和副研究员，2021年6月加入上海交大学机械与动力工程学院燃料电池研究所。入选国家和上海市海外高层次人才、上海市浦江人才计划，上海交通大学小米青年学者。主要研究方向是高比能二次电池关键材料开发与失效机理研究，在NatureEnergy、Nature Nanotechnology和Nature Communications 等期刊发表论文75篇，被引4600次。目前担任SusMat、eScience、Chinese Chemical Letters、Nano Research期刊青年编委，Batteries期刊客座编委等。

“数不清有多少个日子，早出晚归，日夜伏案；想不起有多少次，将结论推倒，再重来；记不得有多少回，提出新的想法，被质疑，被否定，在科研战线上，求实认真，才能到达离真理最近的地方；勇敢追梦，才能找到一条不断向上进取的路；一心一意，才能潜下心来去研究，去发现。”

这是中国一代又一代科研人员的缩影。

他们的故事触动人心，仿佛在每一个日出和日落的交替之间都留下了他们辛勤的足迹，他们的坚守和付出如同无尽的星光，照亮着前行的道路。

这是他们的故事，同时也是祖丽皮亚·沙地克的真实写照。

兴趣，满腔热忱所在

祖丽皮亚在一个轻松欢快、爱意十足的家庭中长大。

父母的空闲时间尽可能都用来陪伴孩子们，而公园成了家庭成员们休闲娱乐的常驻地，这逐渐塑造了她开朗活泼的性格。

“你愿意读到什么时候，我们就会供你读到什么时候。”这是父母经常对祖丽皮亚说的话。

在学习上感到些许吃力时，她主动向父母反馈，积极沟通，寻求父母的帮助。

父母在为她聘请专职老师补习之余，还积极陪同她向担任数学老师的邻居请教，这为祖丽皮亚的优异成绩打下了良好的基础。

祖丽皮亚的几位中学老师从上海求学归来后便选择回到家乡喀什任教。

他们时常绘声绘色地向同学们讲起他们在上海求学的经历，描摹起上海的繁华盛景以及交大、复旦等名校的卓越声誉。

在老师们的影响下，对上海的向往之情在祖丽皮亚的心中油然而生，愈发强烈。

“一定要考上上海的大学”成了她在中学时期的梦想。

那时的她把这个梦想一直放在心里，未曾对未来生活展开过多的畅想。

在她看来，生活中变数太多，一味地放眼于将来，只会让人想得太多，囿于焦虑的困境。

“所以我们就把现在的每一步走好，活在当下，只专注于眼前事，我们改变不了的就随它去吧，能改变的我们以最大的努力改变。”

正是这种专注和努力，让祖丽皮亚在中学期间保持着出色的成绩。最终在2008年，她从一个偏远的城市走进了上海交通大学的校园。

这里成为了她梦开始的地方。

化学一直都是祖丽皮亚很感兴趣的学科，她被高中化学实验中那些奇特有趣的化学现象深深吸引，于是选择了攻读化学工程和工艺专业。

化工专业涉猎的领域广泛，关于高血压的药物合成、石油的分馏和炼制、化妆品的制作和成分分析等都囊括其中。

几乎涵盖了化工、石油、能源、冶金、环保、材料、生物、医药、食品和轻工等多个行业和领域。

在仅有的高中知识背景下，她对自己的专业没有过多的认知，直至大二开始接触本科生科研项目后才真正开始了解到自己所处的专业背景，探索起自己的兴趣爱好。

大学从来都不是囚鸟透过鸟笼向往的自由肆意，四年的大学生涯是自我探索和成长的全新起点。

不但老师对学生们尽职尽责，而且作为来自全国各地的优秀学子，同学们全身心地投入学业，祖丽皮亚也不例外。

所有人都付诸实践，生动地诠释了交大前书记马德秀在新生开学典礼的一句寄语——“选择了交大，就选择了‘责任’”

随后，祖丽皮亚走进科研走进课题组，用一年半的时间参与到三个本科生项目里。她在课题项目中寻找自己的兴趣爱好，提前感受和摸索所学专业的理论知识与实际应用的关联性，这对她如今的研究方向产生了较大的启蒙作用。

向科研前进一步

往哪去？

大多数人在毕业季都面临着这个无法逃避的抉择，究竟是继续求学，还是求职工作？

祖丽皮亚在这个问题上从未犹豫过。在大学的学习过程中，她对科研的兴趣未减半分，凭借着对科研的热情，她在大二开始就一直立志读研，希望未来能有机会投身于科研事业，能做自己感兴趣的实验。

兴趣激发的热忱，成为她个人发展的内驱动力，最终帮助她耐心地面对科研路上的重重难关，发掘了自己的潜力，实现了自己的科研梦。

2012年，她凭借本科阶段优异的成绩，成功保研到复旦大学，师从相关专业领域内的权威导师。

她在读研期间一直被导师严谨认真的学术态度所感染。在进入课题组做了一年多的学术研究后，她发现自己对电池领域产生了浓厚的兴趣，于是开始申请硕博连读，继续潜心科研，赓续研究生之路。

开发新型高能量密度的钠离子电池的关键材料，是祖丽皮亚在研究生阶段主要从事的研究领域。

旨在降低电池成本并保证其性能，为我国的动力电池领域提供更具竞争力的解决方案。

锂电池的应用领域十分广泛，从我们日常生活中随处可见的笔记本电脑、手机和手表，到新能源汽车、电动飞机、无人机等高科技产品都以锂电池为主要驱动力。

然而，对我们国家而言，锂资源相对较少，不占优势，从而导致锂电池成本较高。

相比之下，我们国家拥有丰富的钠资源，钠也可以跟锂一样做成电池。

因此，从制作电池的成本考虑，钠电池相关领域的研究对于我们国家来说有着重大的战略意义。

动力电池领域常常会用金属氧化物作为电极材料，然而出于对成本的考虑，硫化物更具有比较优势。

于是祖丽皮亚所在的课题组聚焦于一个问题：到底能不能开发一些高性能的硫化物材料？

基于这一问题导向，祖丽皮亚所在的课题组主要的研究方向选定为钠电池的一个正极材料和负极材料的开发。

她刚开始读研时，科学界对钠电池的研究尚处于初级阶段，研究人员也相对较少。

因此，导致钠电池的研究进展相比于锂电池来说较为缓慢，这也意味着其相关研究里存在一些模糊不清的科学问题。

研究过程中，课题组发现了一个新现象，但无法保证这个现象正确与否，大家便一直处于焦虑状态，害怕实验结果出错。经过大量的重复验证，这才直到确定实验结果没有问题。

接着，他们团队又与美国的科研人员合作，采用高端表征技术并结合第一性原理计算，对实验开展了更加严谨的理论验证。

最终，研究结果证实了该材料确实具备独特的储钠机制。

每个课题中存在的科学问题和研究重点不同，所面临的挑战也不同。

前期研究的基础较少，所以课题组研究进程较为缓慢，甚至前前后后花费两年时间就只为了干一件事。

最终，课题组发现实验结果没有问题，并顺利发表论文。同时，他们也收到了专家们的正面反馈，以及对课题组工作的认可与赞扬。

“很难，很辛苦，但我已经开始做了，我的放弃只能换来实验结果的不严谨，我得解释那些独特现象的原因，我得再往后做做。”

祖丽皮亚迷茫过，也焦虑过，但从来没有将“放弃”这两个字列入自己的备选项中，她始终坚持用很长的时间，去验证一个未知的可能。

那两年时间里，周边的同学已经陆陆续续地发表了不少文章，祖丽皮亚却处于瓶颈阶段，还在不断学习课题中涉及到的固体物理、结构化学、理论计算等专业知识。

白天做实验，晚上看书，每天学习和工作16、17个小时，对她而言已经习以为常。

十分幸运的是，做研究不只是一个人孤军奋战，向上攀爬，这也离不开导师的全力托举。

导师傅正文教授总是会鼓励和支持祖丽皮亚做一些突破。当她遇到难题时，导师就会带着她去找在相关领域比较在行的老师，向他们请教并寻求帮助。

秉持着对科研的热爱、严谨的学术态度以及老师的鼎力相助，祖丽皮亚朝着科研之路，继续向前迈出了一步。

这段经历让她学到了很多东西，也成长了很多，成为研究生阶段中最难忘、最有意义的一段经历。

走一步，再走一步

2016年，祖丽皮亚正在读博士二年级，她的博士课题已经基本完成。

她偶然得知杨晓青教授的一个项目可以接收访问学生，于是在博导的鼓励下，她顺利申请上访问项目，获得了美国布鲁克海文国家实验室的联合培养机会和后期的博士后助理研究员职位。

这使她有机会接触到自己热爱的研究领域。

研究生阶段初期，祖丽皮亚经常主动和导师以及师兄师姐沟通，不断学习。后期，她便逐渐独立完成实验和数据分析。

而博士后阶段对于祖丽皮亚而言，是一个由学生转变成为科研人员的身份过渡期，既需要更加独立，又需要自行确定课题和研究方向，甚至带研究生。

在她看来，如何将自己学到的东西教给别人这点尤为重要。

在美国攻读博士后期间，祖丽皮亚为了研究工作常常通宵做实验，曾连续两周工作到半夜四五点钟才回家睡觉，早上七八点钟又赶回去继续做实验。

周末，她会花时间把之后几天的饭做好放在冰箱里，每天吃现成的饭，以便腾出更多的时间花在学习和实验上。

在繁忙中，她也常常思念家人、朋友和家乡美食，但对科研的一腔热血，可以抵过她在异国他乡独自求学的孤独。

她也会遇到一些弄不懂的问题，那时的她心想博后已经那么大了，实在是不好意思去请求帮助。

她的导师却不这么认同这个观点，他常说“你们自己在那倒腾两三周的问题，说不定在我这半个小时跟你讨论完就搞定了。”

她总结经验道：“这条路别人可能走过，错误别人可能犯过。问题肯定需要自己不断摸索，当自己能力不够时，积极和别人沟通也很重要，不要把自己‘锁’在难题里不出来。”

导师的关怀和照顾成为了祖丽皮亚在外求学期间的重要支撑。

杨晓青教授经常在同学们通宵实验之后准备好热腾腾的早餐，扫去大家工作一晚后的疲劳，这让祖丽皮亚心中充满感激和幸福。

在美国学习和工作的五年，是一段痛苦但又充满成长和温暖的奇特经历，因此更坚定了她对科研事业的热爱和信念。

2017年在一次偶然的情况下，祖丽皮亚跟随杨晓青老师参加了锂电池领域的重要会议，有幸遇见了两位在锂电池研究领域具有重要地位的科学家——John B. Goodenough和M. Stanley Whittingham。

之后参与相关的项目时，她还与两位谦逊而幽默的科学家零距离接触，进行学术交流，探讨电池领域相关问题。

从前的她，只是从期刊文献中看见两位业界大佬的名字，现如今真正见到本尊，一步一步走到崇拜的“偶像”面前，对她而言是一件开心幸福的事情。

当两位科学家在2019年获得诺贝尔化学奖后，祖丽皮亚更加深感荣幸和幸运，也会以这件事鼓舞自己的学生：要坚持自己选择的道路。

“沉下心，坐得住”是祖丽皮亚从事科研期间的常态。

书籍期刊，大量地阅读；实验推演，大量地重复；迷茫和失败一次又一次地再现，总结和复盘一次又一次地继续，这些都是必然。

然而，不断进步，不断靠近成果和真理也终将会是必然。

最终抵达之处

布鲁海文国家实验室每年都会举行一两次暑期夏令营，来自美国各个大学的优秀学生也将到实验室参加一些科研活动，祖丽皮亚曾负责给他们讲授二次电池领域的研究热点和电化学基础课。

将自己掌握的知识教授给别人，看着学生们学以致用，取得成果和突破，这对祖丽皮亚来说是莫大的鼓励，也是她最开心的事情。

这是让她最终选择返回母校从事教研工作的主要原因。

交大的校园里流传着关于孔海南老师的“老人与海”的故事，其中一句话广为传颂：“一定要把自己的梦想跟国家的发展结合在一起，一定要把论文写在祖国的大地上，不要只停留在实验室。”

在孔老师的影响下，一方面，祖丽皮亚正在努力把自己的研究方向和我们国家重点的“卡脖子”技术结合在一起，希望能为新能源领域的发展做出贡献；另一方面，她想要如同导师影响她那般，也能对自己学生的成长带来积极影响。

培养出既有能力又有责任感的学生，这是她作为老师的梦想。

在国家“双碳”目标的背景下，祖丽皮亚现阶段主要专注于高性能储能电池的研究，尤其是钠电池在宽温域下的性能问题。

因此，她需要解决“如何使电池在不同温度下的性能保持稳定以及降低储能电池成本”的问题。

科研从来都不是一蹴而就的事情，成为一名优秀的老师也并非易事。

推进科研项目进展，处理实验方面的相关事宜，参与课程设计，不断学习并更新自己的知识库，备课授课，与学生进行大量讨论……

紧凑的各类工作事项基本快把祖丽皮亚的一天排满，每天投入14、15个小时在教研工作中，已经成为了她作为大学老师的生活常态。

平日里的工作常常需要她久坐在电脑前，于是在工作之余，祖丽皮亚有时会和同事们约个时间去打篮球、散步、锻炼身体，尽量保持一个身心健康的状态。

在担任储能科学与工程专业本科生的班主任期间，祖丽皮亚发挥自身专业优势，致力于让学生们了解到所学专业的重要性以及自身在这个领域中的角色定位。

她也在积极引导学生们适应新的学习环境、转变学习方法，让他们接受动态变化的学习过程，同时还一直密切关注着他们的心理状态。

目前，已有多名学生加入祖丽皮亚的课题组从事科学研究，他们在能源领域的科学研究上表现出极大的热情和动力。学生的主动参与以及他们从中受到的科研启蒙，让她切身体会到了一种被认可的满足感。

“脚踏实地往前走”，仿佛就像是祖丽皮亚各个成长阶段的共同“代名词”。这昭示着，平和稳定地走好每一步，才能踏实安心地收获每一分。

用初心坚定选择属于自己的道路，不被别人的进度打乱自己节奏，不因别人的成就而放弃自己的坚持。

正是这些，成就了如今的她——

一名在电池领域深耕的科研人员，一位在学生心目中学富五车的良师益友。

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