30歲之前只選修過(guò)兩門(mén)化學(xué)課,57歲才轉(zhuǎn)向電池研究,97歲獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)……這位諾貝爾獎(jiǎng)得主近日引爆了整個(gè)媒體圈。
2019年12月10日,2019年諾貝爾獎(jiǎng)?lì)C獎(jiǎng)典禮在瑞典舉行?;瘜W(xué)獎(jiǎng)得主之一的約翰·古迪納夫是最年長(zhǎng)的諾貝爾獎(jiǎng)獲得者。他為現(xiàn)代鋰電池做出先驅(qū)性貢獻(xiàn),被業(yè)界稱為“鋰電池之父”,即使97歲高齡,他仍然奮斗在科研一線。
文本解讀:江蘇省鹽城大岡中學(xué)? 李鳳成
角度一:生命不息,奮斗不止。約翰·古迪納夫的科研生涯讓世人看到了這位大器晚成的科學(xué)家從事科研事業(yè)的“韌勁”。生命在他那里似乎永遠(yuǎn)年輕,他把生命定義成了“奮斗”。在獲獎(jiǎng)感言中,他說(shuō)得好:“我們有些人,就像是烏龜,走得慢,一路掙扎,到了而立之年,還找不到出路。但烏龜知道,他必須走下去?!?/p>
角度二:人的潛能無(wú)法估計(jì)。耄耋之年在一般人那里已是皓齒落、白發(fā)疏、頤養(yǎng)天年了,然而古迪納夫的奇跡給出了另一種可能。現(xiàn)在,古迪納夫依然奮斗在科研一線,他的思維仍然活躍,思想還在突破,業(yè)界對(duì)這位老前輩依然抱有信心。古迪納夫生動(dòng)地演繹了什么叫“老當(dāng)益壯”。
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最高齡諾獎(jiǎng)得主:“足夠好”的科研人生是怎樣
□朱征
最近,97歲的約翰·古迪納夫,打破了諾獎(jiǎng)有史以來(lái)最高齡科學(xué)家的這一紀(jì)錄。
古迪納夫被人們譽(yù)為鋰電池之父。2018年諾獎(jiǎng)?lì)C獎(jiǎng)后,很多人為古迪納夫鳴不平。記者問(wèn)他是不是很遺憾,他幽默地說(shuō),“Im goodenough(我足夠好)”。他的英文名古迪納夫在中文中就是“足夠好”。
古迪納夫是個(gè)文理學(xué)科融合的典型。18歲時(shí),他考上了耶魯大學(xué),先修學(xué)古典文學(xué),轉(zhuǎn)而又學(xué)哲學(xué)。為了修滿學(xué)分,他又修了兩門(mén)化學(xué)。一次偶然的機(jī)會(huì),他又轉(zhuǎn)到了數(shù)學(xué)系,最終獲得耶魯大學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)士學(xué)位。
從耶魯本科畢業(yè)以后,古迪納夫加入了美國(guó)空軍。退役后他修讀了芝加哥大學(xué)物理學(xué)博士。30歲才正式入行,進(jìn)入麻省理工學(xué)院的林肯實(shí)驗(yàn)室工作。
鋰是最輕的金屬,性質(zhì)活潑,容易失電子,作為電池是優(yōu)良的材料。當(dāng)時(shí)的鋰電池正極采用的是二硫化碳的材料,鋰離子夾雜在其中,這樣的鋰電池能夠提供兩伏特的電壓。
但是鋰電池投產(chǎn)問(wèn)世,市面上的鋰電池經(jīng)常發(fā)生自燃甚至爆炸的事情,問(wèn)世不到半年就被全球召回。生產(chǎn)鋰電池的加拿大MOLI公司因此一蹶不振,被日本NEC公司收購(gòu)。
怎么解決這樣的問(wèn)題呢?古迪納夫在牛津大學(xué)實(shí)驗(yàn)室提出,能不能不用硫化物,改用氧化物鈷酸鋰做正極材料。這個(gè)結(jié)構(gòu)好比是“牛排漢堡”,鈷酸鋰上下兩層,好比是兩片面包,中間可以自由滑動(dòng)移動(dòng)的鋰離子就好比是牛排,這就有效地解決了之前鋰電池的穩(wěn)定性問(wèn)題。同時(shí),這樣的鋰電池能夠產(chǎn)生四伏特的電壓。但是之前差點(diǎn)破產(chǎn)的MOLI公司再也不敢接受這個(gè)發(fā)明,連牛津大學(xué)也不愿意為古迪納夫申請(qǐng)專利。這時(shí)候,日本的索尼公司站了出來(lái),愿意與古迪納夫合作。之所以愿意合作,是因?yàn)槿毡井?dāng)時(shí)的學(xué)界已經(jīng)研究出用石墨作為鋰電池的負(fù)極材料,它的設(shè)計(jì)者就是日本的吉野彰,也是諾貝爾獎(jiǎng)化學(xué)獎(jiǎng)獲得者。而古迪納夫研究的鈷氧化物是用在了電池的正極。正負(fù)極一融合,高性能的新型鋰電池就此問(wèn)世。
1986年,75歲的古迪納夫又做出了新材料磷酸鐵鋰。因?yàn)殁捤徜嚨匿囯姵仄鋵?shí)有一些缺陷,之前我們把鈷酸鋰比作夾著牛排的漢堡,如果我們吃漢堡的時(shí)候,中間的牛排滑落,那么兩片面包就貼在了一塊。這就好比鋰離子移動(dòng)過(guò)后,上下兩層鈷氧化物結(jié)構(gòu)崩塌了,兩片面包貼在一塊,那么鋰離子就不再能夠通過(guò)其中。所以這樣的電池穩(wěn)定性差。同時(shí)鈷作為金屬原料,成本很高,意味著無(wú)法大量民用。
磷酸鐵鋰的結(jié)構(gòu)則不同,它像是空間的管道,鋰離子能夠從這些管道的空隙當(dāng)中自由穿梭,結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定。同時(shí)鐵和磷原料的礦產(chǎn)很豐富,為鋰電池的商業(yè)化打破了技術(shù)障礙。
30歲入行,58歲提出鈷酸鋰,75歲提出磷酸鐵鋰,94歲研制出全固態(tài)電池,97歲獲得諾貝爾獎(jiǎng),至今仍在全固態(tài)電池的研究工作一線,仍能有重要的作品和成果發(fā)布。有人說(shuō)他的研究已經(jīng)足夠好了,但是他卻不這么認(rèn)為。生命不息,奮斗不止。(選自《新華日?qǐng)?bào)》)
(編輯:李躍)