“锐意进取方能卓越，迎接挑战方能成才！”

课题组主页：http://mai.group.whut.edu.cn/

麦立强教授，武汉理工大学材料学科首席教授，博士生导师，武汉理工大学材料科学与工程学院院长，英国皇家化学学会会士，国家重点研发计划“纳米科技”重点专项总体专家组成员。2004年在武汉理工大学获工学博士学位，随后在美国佐治亚理工学院、哈佛大学、加州大学伯克利分校从事博士后、高级研究学者研究。主要研究方向为纳米储能材料与器件，设计组装了国际上第一个单根纳米线电池器件，率先实现了新一代高性能纳米线电池的规模化制备和应用。目前已发表包括Nature、J. Am. Chem. Soc.、Adv. Mater.、Chem. Rev.等SCI论文350余篇；获授权国家发明专利100余项。2014年获国家杰出青年科学基金资助，2016年入选国家“万人计划”领军人才。主持国家重大科学研究计划课题、国家自然科学基金重点项目等项目30余项。获国家自然科学二等奖（第一完成人）、教育部自然科学一等奖（第一完成人）、中国青年科技奖、光华工程科技奖（青年奖）、国际电化学能源科学与技术大会卓越研究奖、入选国家“百千万人才工程计划”，并被授予“有突出贡献中青年专家”荣誉称号，享受国务院政府特殊津贴；入选2019年科睿唯安全球“高被引科学家”，2017年英国皇家化学会Top 1%高被引中国作者。任J. Energy Storage副主编，Adv. Mater.、Chem. Rev.客座编辑，Acc. Chem. Res.、Joule、ACS  Energy Lett.、Adv. Electron. Mater.、Small国际编委，Nano Res.、Sci. China Mater.编委。

EnergyChem：请简单介绍一下您的科研工作？

麦老师：我们致力于高性能纳米线储能材料与器件的研究与开发。

单根纳米线器件：锂离子电池就像一个黑匣子，其容量衰减机制的研究通常需拆解器件，易受外界水、氧等干扰，导致无法原位实时监测真实状态；另一方面，储能器件中活性材料、导电添加剂、粘结剂、集流体混合在一起，界面复杂，严重阻碍对活性材料的直接观测。对此，我们提出的单根纳米线电化学器件首次实现微纳电路与储能器件的精密集成，检测精度高、收集信号强；同时，引入单色激光探测材料结构信息，实现了电学/电化学/光谱学多场实时监测。器件模型率先将电极材料-集流体界面、电极材料-电解质界面从混合界面中抽离出来，克服了复杂界面相互干扰、收集信号难以解析的难题。建立了电极结构、输运、充放电状态与容量衰减的直接联系。（Nano Lett 2015,15, 3879；Nat. Commun. 2017, 8, 64; Nature, 2017, 546, 469）

电极优化策略：针对器件锂离子嵌入/脱出和输运产生体积膨胀、应力集中，导致的电极材料结构劣化，我们提出了梯度静电纺丝法、化学预嵌入和取向组装-自卷曲机制等方法，发展了纳米线分级协同效应、电子/离子双连续效应，显著改善了离子扩散、电输运性能以及结构稳定性，大幅提高了循环寿命。（Adv Mater 2007, 19, 3712；Nat. Commun. 2017, 8, 460；Adv. Mater. 2018, 180198；Nat. Commun.2011, 2. 381；Nat. Commun. 2015, 6, 7402，J. Am. Chem. Soc. 2013. 135, 18176；Nano Lett. 2015, 15, 738）

新型能源存储系统：开发了对称式/非对称式钠离子全电池、钾离子全电池和水系锌离子电池等多种新型储能体系，推动了大规模储能方向的发展；构筑了新型混合超级电容器，大幅提升了超级电容器的能量密度。（Adv. Mater. 2014, 26, 3545; Nano Energy 2016, 28, 216; Nano lett. 2017, 17,  544; Nat. Commun. 2017, 8, 14264）

微纳器件：构筑了螺旋状对称式微型电容器，极大提高了电极的面积体用率，实现了超高能量密度和功率密度；首次搭建了基于MoS2纳米片的HER测试器件，通过施加外加电场显著提高了MoS2纳米片器件的HER催化活性。（Adv. Mater. 2015, 27, 7476; Adv. Mater. 2017, 1604464）

EnergyChem：您的研究领域面临哪些挑战，您对该领域有何展望？

麦老师：锂离子电池等高性能储能器件是我国战略性新兴产业和尖端国防装备的重大需求。实现该目标面临两大瓶颈：一、容量衰减快，以大部分电动汽车动力电池为例，使用400次后，电池即被报废，对应的挑战是容量衰减机制尚不明确，缺乏原位表征；二、能量密度/功率密度难以兼顾，功率密度上升时，能量密度下降，反之亦然。其挑战在于难以同时保持快速的电子/离子输运；突破上述瓶颈与挑战的关键在于研究电子/离子输运机制与调控规律。

从长远来看，随着国家对新能源产业的扶持，电动车逐渐成为锂离子电池的第一大需求产业，人们对锂离子电池的需求仍会不断增长。随着电极材料结构与性能关系研究的深入，从分子水平上设计出来的各种规整结构或掺杂复合结构的正负极材料将有力地推动锂离子电池的研究和应用。锂离子电池将会是继镍镉、镍氢电池之后，在今后相当长一段时间内，市场前景最好、发展最快的一种二次电池。

EnergyChem：简单介绍一下您最近发在EnergyChem期刊上的一个工作。

麦老师：基于我们在锌离子电池领域的研究，我们受邀撰写了从电极材料和电解质角度总结锌离子电池最新进展和挑战的长篇综述“Building better zinc-ion batteries: A materials perspective”。本文介绍了锌离子电池研究的基本原理、面临的挑战和最新进展。对锌阳极以及一系列重要的阴极材料进行了详细的讨论，并总结了电解质对电池性能的影响，并总结了潜在的优化策略。最后，综述了锌离子电池的几种新研究方向，包括混合电池和柔性电池。（EnergyChem 2019, 1, 100022）。

EnergyChem：您最喜欢您的哪部分研究工作，为什么？

麦老师：容量衰减是锂离子储能器件发展的最大挑战之一，非原位表征技术无法揭示容量衰减的本征规律。而我们设计的第一个单根纳米线全固态电化学器件是用来检测电极容量衰减内在机制和本征规律的独特多功能平台，为原位探测纳米电极材料容量衰减本质提供了新技术。2010年9月，我们的论文《单根纳米线电化学器件》发表于国际权威刊物《纳米快报》，论文一经发表，立刻受到了广泛关注，《自然》亚洲材料网站和德国Nanowerk网站都对该研究成果进行了专题报道。国际著名纳米科学家Ajayan教授也重点引用并指出“测试和观测单根纳米线中锂离子的嵌入是在纳米尺度下研究锂离子电化学的强有力工具”。《自然》基于这一研究邀请撰写了关于实时监测电池退化的专题评述论文（Nature, 2017, 546, 469）。通过这些原位电化学器件的研究，建立了纳米材料晶体结构、电输运性质与电化学性能演变规律的直接相关性，为纳米材料的可控制备和电化学性能优化提供了科学指导，推动了国际电化学表征科学与技术的发展。 

EnergyChem：是什么促使您从事现在的研究？

麦老师：对纳米的热爱、新能源的向往和各位恩师的指导，使我逐渐形成纳米储能材料与器件的研究方向。

EnergyChem：您从事科研工作的最大动力什么？

麦老师：科技兴则民族兴，科技强则国家强，科技创新是一个国家、一个民族发展的重要力量。靠我们自己的奋斗，靠我们自己的创新，把别人卡我们脖子的技术得到解决。

EnergyChem：科研工作带给您的乐趣是？

麦老师：看到我们的研究成果被他人所认可，对储能领域的发展起到促进作用，对国家发展起到绵薄之力，看到我们培养的学生成为各个领域的佼佼者，成为国家未来的栋梁之才，我的内心会感到十分欣慰。 

EnergyChem：您对有志于从事科研工作的学生有什么建议？

麦老师：1. 做一个善良诚实、懂得感恩的人

善良和诚实是做人的根本，做学问先做人，诚实善良是中华民族的传统美德，只有真诚的人才会值得别人信任，才能得到很多人的关心和帮助，与老师同学们友好相处。而人懂得感恩，才能走得更久远。这对于做科研都是很重要的素养。

2. 不怕科研基础差

 很多人总认为自己科研基础差，科研能力不足。我当年本科和硕士就读于排名不太靠前的普通大学，实验基础不强，但是我坚信“从来没有太晚的时候”以及“勤能补拙”的信念。事在人为，踏踏实实做实验、分析数据、总结归纳，到了博士毕业的时候拥有了不错的论文与专利成果，发表了十几篇SCI论文，这为去佐治亚理工以及后来到哈佛大学继续深造奠定了基础。此外，平时也一定要督促自己打好知识基础，努力提高外语水平，为学习交流和撰写高质量论文奠定基础。

3. 拥有一颗好奇心

 随着学科交叉的加深，将其他学科的知识借鉴到本领域往往能够启发思维、解决一些问题。因此，广泛的参加不同领域的研讨会与科研报告让我大受裨益。我总是鼓励学生们多参加学术报告交流，要求学生们认真听、多思考、能提问。

4. 要持之以恒

 研究工作是光荣而艰难的事情，一旦我们确定一个研究方向以后，尤其是对于进入一个新的研究领域而言，没有其他研究成果可以借鉴。万事开头难，这个过程有可能需要几个月甚至几年，这期间最重要的就是坚持信念，保持恒心。

5. 培养情商加逆商

 有人认为智商是能否做好科学研究的关键因素，但我认为情商和逆商对一个人的成长同样十分重要。高情商可以让我们更好地待人接物，更加愉快地与他人沟通。高逆商则可以提高处理困难难题的能力，面对挫折做到不急不躁。相比于智商，情商和逆商更容易通过不断的读书、学习与思考慢慢提高。科学研究充满失败，特别是在开辟一个全新的方向时更是困难重重，失败后心平气和地思考，谦虚热情地向老师讨教，可以让我们更好地解决问题。

6. 积极进行交流

在研究中，由于自己知识积累有限，会遇到很多问题。因此需要经常与导师以及领域内的专家进行讨论交流，他们往往能够一针见血的指出问题的关键。导师在你从事的领域已经做了很多年的研究，他接触的都是我们这个方向一流的人物。他也经常邀请一些大牛来做报告。这些都是很好的交流和学习的机会。这个过程往往是判断你的观点正确与否的一个途径。另外对于一流的大师我们也不要惧怕，要敢于表达自己的观点。

7. 要多看文献

对自己领域内的主流杂志，要每期浏览，重点阅读。杂志能够成为一个领域的主流，是凭借多年的积累，对于一个初入此道的新人来说，可以起到事半功倍的作用。另外Web of Science和谷歌学术提供文章的引用报告，对于一篇文章可以查到引用该论文的详细记录。当文章看到一定数量之后，你也会发现其实一个方向，做的最好的往往就是那几个到十几个小组。这样的话就可以对这些小组的文章进行系统阅读和跟踪研究。

8. 论文撰写要精致

很多国际一流的杂志，文章的组织，图表的设计都很漂亮。有人说有了好的结果才是最重要的，但是如果不会完美的表达自己的结果也算是功亏一篑。好的图表可以让其他科研工作者更好的了解文章的主旨，方便他人进行借鉴、参考与应用，应该花费大力气进行整理。一个好的研究人员，不光需要做出好的工作，还需要将此工作介绍给同行的能力。一篇好的论文不光是一篇好的报告，应该是一件完整的艺术品。

9. 要深入研究

我当初攻读博士生的时候，获得一些新颖的结果就想立刻发表成论文，尽管这样可以抢占先机，但由于总结归纳的不够，工作不够系统，难以形成自己的特色。在哈佛大学留学期间，导师教导我要看高档次论文，考虑更深刻的科学意义，做更系统的工作。

10.要懂得本学科的发展历史

对于本学科的发展历程要有一个大致的认识，最好做一番横向和纵向的比较。横向的就是和其它的学科发展相比较，认识到本学科现在所处的地位。纵向就是比较它的发展过程。一两年看不出来，放到十年二十年，甚至五十年这样一个范围，就可以看得比较清楚了。例如电化学领域，锂离子电池、钠离子电池、超级电容器、多价离子电池等电池体系一直反复成为研究热点，成果相互借鉴引用，所制备材料的电化学性能越来越好，器件的安全性、稳定性也得到大幅提高。

11. 如何找知名学者

对于初入科研领域的新人，紧追前沿最好的方法就是熟悉领域内的知名学者，学习他们如何开展自己的研究工作，并在学习的过程之中找到自己的特色。下面几个办法我觉得还不错，大家可以试试。

a. 本专业的主流期刊，里面的编委都是在本领域成名的人物。

b. 看本专业的会议的主旨演讲与特邀演讲名单。

c. 一般一个成熟的学科都会有国际的学术团体，学会，例如领域内各大学术组织、学会等，他们通常会颁发一定的奖励，这些奖励通常会授予已经有一定成就或即将有一定成就的科研工作者。

d. 用Web of Science或者谷歌学术很容易找到最高引的文章，这些论文的作者通常也是这个领域最知名的科研学者。 

EnergyChem：您的座右铭是什么？

麦老师：锐意进取方能卓越，迎接挑战方能成才！ 

EnergyChem：在科研之外，您有什么爱好？

麦老师：跑步，锻炼身体等。 

EnergyChem：科研工作心得体会分享。

麦老师：做研究我们要既志存高远，又脚踏实地；既积极进取，又身心健康；既不盲目自大，亦不妄自菲薄。实事求是，自强不息。习近平总书记曾经在两院院士大会上讲：“创新从来都是九死一生，但我们必须有“亦余心之所善兮，虽九死其犹未悔”的豪情”。广大科技工作者需要以更加卓越的创新成果抢占科技竞争和未来发展的制高点，交出科技创新更加辉煌的精彩答卷 

EnergyChem：您能否用简单的一句话或几个英文单词形容一下拥有快乐的实验室生活的关键？

麦老师：健康快乐，胆大心细，开拓创新。

EnergyChem：推荐几篇EnergyChem期刊上的文章。

麦老师：推荐下面的文章：（根据发表先后顺序）

1. Min Yan, Wen-Peng Wang, Ya-Xia Yin, Li-Jun Wan, Yu-Guo Guo, Interfacial design for lithium–sulfur batteries: From liquid to solid, EnergyChem 1, 100002 (2019).

2. He Liu, Xin-Bing Cheng, Zhehui Jin, Rui Zhang, Guoxiu Wang, Longqing Chen, Quanbing Liu, Jiaqi Huang, Qiang Zhang, Recent advances in understanding dendrite growth on alkali metal anodes, EnergyChem 1, 100003 (2019).

3. Junnan Hao, Xiaolong Li, Xiaohe Song, Zaiping Guo, Recent progress and perspectives on dual-ion batteries, EnergyChem 1, 100004 (2019).

4. Wenli Zhang, Fan Zhang, Fangwang Ming, Husam N. Alshareef, Sodium-ion battery anodes: Status and future trends, EnergyChem 1, 100012 (2019).

5. Yi Sun, Pengcheng Shi, Jingjuan Chen, Qiujie Wu, Xin Liang, Xianhong Rui, Hongfa Xiang, Yan Yu, Development and challenge of advanced nonaqueous sodium ion batteries, EnergyChem 2, 100031 (2020).