近日,西安理工大学材料学院新能源材料与器件专业大三本科生吴毓梅,在化学综合领域国际知名期刊《Chinese Chemical Letters》(中国化学快报,简称CCL)发表学术论文。
该期刊为中科院一区期刊,影响因子达8.9,论文题目为《Synergistic pre-intercalation and coating engineering to realize stable Zn²⁺/H⁺ storage in vanadium oxide cathodes for zinc-ion batteries》(《协同预嵌入与包覆工程实现锌离子电池钒氧化物正极中稳定的Zn²⁺/H⁺存储》)。
该研究依托高性能电池材料团队研究平台开展,西安理工大学为该论文第一署名单位,吴毓梅为该论文第一作者,李文斌副教授与李喜飞教授为该论文通讯作者。研究工作得到国家自然科学基金、陕西省重点研发计划及全国大学生创新创业训练计划等项目的支持。
随着光伏等新能源技术的快速发展,高效储能设备需求日益迫切。水系锌离子电池凭借低成本、高安全性等优势,成为储能领域的“新星”。层状钒氧化物正极因具备独特的二维离子存储与扩散通道、高度可调的层状结构、多电子氧化还原活性中心、优异的机械柔韧性及易合成特性,在锌离子电池正极材料中展现出巨大应用潜力。
然而,该材料存在低本征电子电导率与较差晶格稳定性等问题,导致实际应用中容量显著下降。传统单改性策略往往难以同时实现高能量密度与长循环寿命。为此,本研究创新采用“预嵌入+涂层”双引擎策略,同步提升材料的电子导电性与晶格稳定性:一方面,通过研究Ni²+、Mn²+或Zn²+阳离子预嵌入对电化学性能的影响,发现Zn²+因0.74Å的适中离子半径具有“黄金尺寸”优势——形成的层间距既利于Zn²+快速扩散,又可避免过大间距导致的强静电排斥,且作为电池储能核心的Zn²⁺预嵌入形成的层间距,更适配后续Zn²⁺的存储与传输;另一方面,超薄氧化石墨烯(GO)涂层的sp²碳域为电子提供快速传输通道,有效弥补预嵌入阳离子钒基氧化物固有的低导电性,同时抑制电极材料循环过程中的体积变化与粉化,保障电极结构稳定。该研究为提升层状钒氧化物在锌离子电池中的循环稳定性提供了新思路,也为其他电池材料改性以优化锌离子电池电化学性能提供了重要参考。
长期以来,西安理工大学积极探索实践以“适应与发展教育、基础与专业教育、创新与创造教育”为核心的“三全育人”体系,着力培养具备专业能力、学习能力、创新能力,适应国家和地区经济社会发展需求的复合型专门人才。此次本科生再次在业界顶级期刊发表论文,标志着学校在科研育人工作中取得新突破,将有力助推学校“双一流”建设。
当邮件提示音划破实验室的寂静
一种沉静而坚韧的光芒在她眼中跃动
交流时,她笑容温和
言谈间流露着从容与笃定
和那份因深耕科研而淬炼出的自信气质
褪去实验室里的专注神情
她也有着青春洋溢的生动面
喜欢在合唱团的旋律中放飞自我
沉醉于西安博物院千年的历史回响
让我们一起走进吴毓梅的大学故事
星火缘起:藏在心里的“硬实力”
时间倒回三年前的新生班会。班级导师李喜飞教授的一句话,如星火落入心田:“既要打牢学业基础,学有余力时也要主动走进实验室,亲身感受科研的氛围。”不久后的一次谈话,李教授突然发问:“吴毓梅,你认为你的硬实力是什么?”
“当时我懵了,确实没什么拿得出手的成绩。”吴毓梅坦言。这句灵魂拷问让她彻夜难眠。“练出硬实力”——这个沉甸甸的目标,从此深埋心底。
她对新能源世界的痴迷纯粹而炽热:“电池到底是怎么造出来的?前沿研究在攻克什么难题?研究生的生活究竟是什么样子?”怀揣着这份滚烫的好奇,她和室友鼓起勇气敲开了李文斌老师办公室的门。
“我们直接‘毛遂自荐’,没想到李老师给了开展科研的实践平台。”就这样,吴毓梅踏入了锌离子电池的科研天地。
淬火之路:从实验室“小白”到独立研究者
科研之路从无坦途。最初的她,连专业英文文献都读得磕磕绊绊,实验操作更需师兄师姐步步指导。在吴毓梅的科研道路上,李文斌老师给予了全方位的引领与支持。办公室里,常常能看到师生二人探讨的身影。“每次和李老师交流,都如沐春风,总能获得很多灵感与启发。他传授给我的,远不止专业知识,更是大学乃至人生中至关重要的智慧。”吴毓梅感慨道。
近两年的淬炼,在李老师手把手的传授和团队倾囊相授下,她完成了惊人蜕变:
从依赖他人引领,到自主研读前沿英文文献
从旁观实验,到独立完成材料合成、扣式电池组装
再到熟练掌握结构表征、性能测试与数据分析核心技能
直至摸到SCI论文写作的门道
“这个过程,是把自己打碎又重建。”吴毓梅的眼神透着坚定,“当你第一次独立完成电池组装,当数据曲线终于符合预期……那种成就感,让我真正爱上了科研。”
失败时刻:一颗“定心丸”重燃斗志
荣耀背后,是无数次暗夜独行。竞赛接连失利、实验结果反复偏离预期、审稿人的严苛意见如巨石压顶……“无数次想放弃,觉得看不到光亮。”她低声回忆。
转折点来自老师那句熨帖人心的话:“别灰心也不要气馁,失败太正常了。我非常理解你现在的感受——我读大学时,也是这么过来的。”
这不仅是安慰,更是老师为她逐条分析败因、重构科研路径的起点。“老师的话像一颗‘定心丸’,让我知道,我不是一个人在战斗。”重振旗鼓的她,将挫折化为养分,最终将凝聚心血的首篇SCI论文投向了国际顶刊。吴毓梅说:不论是比赛还是科研,都是一次又一次尝试,不断推翻自己,分析原因,梳理思路不断突破的过程。从对着文献犯难的新手,到能在国际期刊发出自己的声音,她深刻体会到:科研从无捷径,但学校和老师的托举,让我们本科生也能触摸到科学的前沿。
左三为李文斌老师,右一为吴毓梅
多维成长:在同一首歌和志愿服务之间触摸历史
科研并非她生活的全部。作为班级心理委员和学院心理协会负责人,她倾听同窗心声;作为西安博物院金牌讲解志愿者,她的身影穿梭于千年文物之间;作为校合唱团成员,她的歌声绽放在75周年校庆舞台……“优秀大学生志愿者”“尚真笃学先进个人”等多项荣誉,见证着她全面发展的足迹。
提及辅导员老师,她也充满感激:“张老师总在细微处关怀我的生活与学业发展,耐心为我答疑解惑,指引方向,这份温暖,是我前进的重要支撑。”
心之所向:做新能源时代的“追光者”
谈及未来,吴毓梅的目光投向更远方:“我渴望深耕储能材料领域,未来在高校或国家级研究机构,将基础研究的突破与产业需求深度结合,为中国新能源事业尽一份力。”
对于向往科研的学弟学妹,她送出真挚寄语:“在夯实课内基础的前提下,勇敢走进实验室吧!那里藏着书本之外的真实世界,是练就‘硬实力’的最佳战场。”
从三年前那个被问懵的新生,到如今以第一作者身份发表顶刊论文,吴毓梅用行动印证了她的领悟:“找准兴趣、敢想敢做、全力以赴,在西理工,你定能触摸到科学星空的璀璨前沿。”这颗冉冉升起的学术新星向所有人宣告——本科生的科研梦想,亦有顶天立地的力量!
来源:材料科学与工程学院
采写:张明恕
编辑:刘婧怡
责任编辑:彭雅兰 王硕
审核:陈梅 李博
特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.