一家水果店 “参与”科研成网红

一家水果店

“参与”科研成网红

网友调侃:论文上是不是应该给署个名?

近日,微信朋友圈里,一则消息传得很热——浙大夏新辉研究员团队在锂硫电池的一项研究上取得了重大突破,论文发表在了国外核心期刊上。而浙大玉泉校区北门一家水果店,也为此出了力。

这家此前默默无闻的水果店,突然成了网红水果店,而且还带有一定的科技含量!网友们纷纷开玩笑:“发表的论文上,是不是应该给水果店署个名?”

水果店老板:只是举手之劳

这家水果店真的这么给力吗?记者去实地探访。

店名倒是普普通通——新鲜水果店,就正对着浙大玉泉校区北门。新鲜水果店由老陈和他爱人,以及老陈亲戚家一个小伙子一起经营。

猝不及防成了网红,老陈双手合十,觉得非常不好意思。他说,前一天有个男生来跟他说了,说他们家的橘子为浙大的科研作了贡献。老陈觉得很意外,“我们哪里有这么厉害,那算什么贡献啊,举手之劳的小事情。”

老陈回忆,曾经有次一个浙大学生来店里拿过烂橘子,但他不知道是用来做科研的。“坏橘子我们也就是扔掉,能为浙大老师和学生搞科研做点小事情,我们非常高兴。”说着,他往记者手里塞了个橘子,“尝尝,尝尝,我们台州的橘子,很好吃的。”

老陈老家是温岭的,20多年前,他们就在浙大边上做生意了。那时候,浙大玉泉校区还养着猪呢。这些年,他就一直在卖水果。突然成了网红店,目前生意还是跟以前一样,一切正常。

科研怎么扯上水果店了?

夏新辉老师的研究,是怎么跟水果店扯上关系的呢?夏新辉说,这完全是巧合啊!

“秋天是橙子、橘子大量上市的季节。早两年,有一天,我买了一箱橘子,但是吃到后来,下层的几个橘子发霉了。一般人都会扔掉,但是我想知道霉菌能不能用在我的相关研究上,就做了一些实验。之后用到电池研究,更是一次‘无心插柳’的实验。那时候出于好奇,我拿来两个烂橘子和钟宇博士一起研究霉菌这个材料,能不能用于储存电量。”前期实验验证有效后,夏老师团队开始深耕这个领域。不过,夏老师也说,后来他们的研究转了方向。转向用霉变的大米,制备霉菌孢子碳材料,用在锂硫电池上。

夏老师做了一个什么科研?

夏新辉老师团队这次究竟做了一个什么样的科研项目?

夏老师为我们做了科普——

我们都知道电池很重要,我们的手机、电动汽车等都离不开电池。但电池总会用完,让电池更加耐用,一直是科学家们在追求的事情。

想想看,要是现在市面上的电池更加耐用一点,车子续航里程大幅度地增加,手机也不用老是充电,该多好。

夏新辉老师团队研究的方向,对准了现在市场上的高能锂硫电池。这款电池,相对于市场上最好的电池,容量提升了3倍,将来,锂硫电池有望解决电瓶汽车在长途行驶中的续航能力。与此同时,这款电池还在成本、使用寿命等方面有许多优势。锂硫电池被广为看好,被认为是下一代理想的电池材料。

但是,锂硫电池的使用,存在着一个难题,就是要找到一个好的载体,把硫锂电池中的硫元素固定下来,只有把硫元素固定下来了,锂硫电池才会安心下来工作,稳定地为我们出力。但要给锂硫电池找到一个房子,也很不容易。科学家们一直在努力。这次,夏新辉老师团队,就是给锂硫电池找到了一个好房子。

在烂橘子的启发下,科研人员发现,霉菌孢子及其孢子碳材料具有非常特殊的多孔微纳结构,由一种弯曲迷宫状的次级结构构成,表面积比较大。同时,霉菌孢子所衍生的碳材料,具有氮、磷元素的原位掺杂,对锂硫电池运行过程中产生的穿梭效应具有显著抑制作用,能提高电池能量密度。

实验中,研究团队利用这种孢子碳特殊的结构,并结合一些特殊的纳米造孔技术,制备出了一种全新的霉菌孢子碳/纳米磷化镍复合材料。

科研人员首先将霉菌(由橘子或者大米霉变而来)通过发酵培养,然后通过镍的造孔能力将其结构优化,再经过高温碳化后,产生霉菌孢子碳/纳米磷化镍复合材料。在155℃的高温下,研究人员让硫以熔融态的方式与碳材料混合,携带的硫就住进了霉菌孢子碳复合材料的房子,并且稳定下来。

这种全新的霉菌孢子碳/纳米磷化镍得益于其自身空隙多、导电性好、表面积大、储硫位点多等特性,还能够对多硫化物中间体进行物理/化学的双重吸附,因此电池性能得到了极大改善。

要简单理解的话,就是利用这种从霉菌那得到的新材料,做出的电池,装的电量更多,电池更给力。

这项应用仍在实验室阶段

现在,夏老师团队改用煮熟的废弃大米培养米曲霉霉菌,然后将其改性和碳化,就可以作为高能量密度锂硫电池的载硫材料,未来可在便携式电子设备或者电动汽车上使用。

记者在实验室里看到了这种材料,褐色的粉末状物体,看上去有点像中药粉末。夏新辉研究员首例基于曲霉菌孢子碳材料的高能量密度锂硫电池这项成果,近日在世界顶级材料期刊《先进材料》(Advanced Materials)上发表。论文第一作者为该学院博士研究生钟宇,通讯作者为夏新辉研究员。

“目前锂硫电池仍在实验室阶段。”夏新辉告诉记者,“相关数据显示,我国每年因霉变造成的食材和货物损失高达2100万吨,其中保存期限较短的食物和果蔬(柑橘、番茄等)的损失更是数不胜数。若能将这些废弃粮食果蔬重新发酵利用,用于制备霉菌孢子碳材料,可实现废物利用,产生良好的经济效应。” 胡信昌 柯溢能

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