彭慧勝：定制“纖維”功能的“最美科學家”

一件衣服可以發電、治病，這種科幻電影中的場景正在科學家的努力下變為現實。

衣服的基本單元是纖維，其最基本的功能是保暖。隨著技術不斷進步，社會整體向數字化轉型，就連“纖維”也開始向“電子”領域進化。多年來，復旦大學高分子科學系主任、國家重點研發計劃首席科學家彭慧勝帶領團隊從智能高分子纖維與織物研發領域出發，一步一個腳印，取得多項創新性研究成果。

彭慧勝        受訪者供圖

最近，年僅45歲的彭慧勝獲評2022年上海“最美科技工作者”稱號。談及這項榮譽，彭慧勝說：“希望能把自己的研究工作做好，服務于國家與人民。”

電子織物”，催生千億市場

正如彭慧勝所說，“如果讓每根纖維都具有不同功能，可以實現功能定制。那么，從能源系統、信息技術、人工智能、物聯網、大健康及未來太空探測領域，它都將發揮重要作用”。

“電子織物”，催生千億級市場。電子器件是現代信息化社會發展的原動力，也正在朝著微型化、柔性化、集成化方向發展。

如何實現高分子復合纖維中復合單元有序排列，以獲得優異的力學和電學性能，是高分子領域面臨的一個難題。彭慧勝團隊提出通過多尺度取向碳納米管誘導高分子有序排列制備復合纖維的新方法，揭示了高分子與碳納米管相互作用的機制，設計和合成出多尺度螺旋組裝的新型復合纖維，并提出、建立纖維器件新方向，其中構建的纖維鋰離子電池具有優異且穩定的電化學性能，能源密度較過去提升了近兩個數量級，極大推動了相關產業發展。相關技術解決了若干重要產業難題，應用在嫦娥五號、高鐵、汽車等重要領域，產值超20億元。

此外，該團隊在國際上率先建立纖維器件領域的系列產業標準，創建了世界上首條纖維器件生產線。纖維器件產品應用在可穿戴設備、電子織物、醫療健康等領域。

面向前沿，獲得創新突破

要突破平面器件經典“三明治結構”，建立適用于纖維器件的結構模型至關重要。通過不斷的探索研發，彭慧勝團隊提出纖維器件三種典型結構模型，揭示了電荷在纖維器件中分離與傳輸機制，構建出具有發電、儲能、顯示等系列功能的新型纖維器件，建立了纖維器件規模化集成和連續制備的普適性方法。

該團隊建立的方法已被學術界廣泛采用，相關成果被《自然》 集團評為 2009 年和 2011 年度“亞太地區十大研究亮點”，并且都排名第一；多尺度孔道復合纖維設計入選 《自然—納米科技》創刊 10 周年代表性成果。

目前，彭慧勝已在《自然》等國際權威期刊上發表300多篇論文，出版4本專著/教材，獲授權國內外發明ZL84項，其中37項實現了轉讓轉化。作為第一完成人，獲得2019年國家自然科學獎二等獎。成果入選2021年的美國化學會全球10項“頂尖化學研究成果”、10項中國重大技術進展、中國科學十大進展等。

彭慧勝(左二)指導學生做實驗       受訪者供圖

鼓勵學生挑戰難題

疫情期間，彭慧勝團隊在科研方面并未停下腳步。這段時間，彭慧勝始終堅守在復旦大學江灣校區實驗室，指導學生開展項目攻關，確保課題組安全運轉。

博士后曾凱雯是近期駐扎在實驗室的團隊成員之一。這兩年，在導師彭慧勝的帶領下，他一直堅持攻關一種高性能的新材料，因為相關研究缺乏文獻和儀器設備，項目研究難度很大。

在長期堅持下，曾凱雯的研究取得了創新性進展。但他也表示，由于前期長時間的探索，他在博士后階段的論文產出并不算高，但在導師的理解與支持下，他選擇毅然堅持并大膽挑戰這項創新性難題。

“彭老師給了我一個很好的科研環境，也幫我解決了一些后顧之憂，讓我能專心致志地在科研上下功夫。”曾凱雯說。

疫情下，通過一對一、小組討論和課題組組會等方式，彭慧勝指導學生們對自己的研究工作進行總結和整理、撰寫研究論文和綜述、調研新課題是彭慧勝團隊的日常安排。

3月份以來，課題組投稿、修改科研論文8篇，接收5篇，團隊柔性顯示織物及其智能集成系統研究成果最近獲得“2021中國光學十大進展”。

同時，為了拓寬學生的研究視野，了解更多不同學科領域的最新進展，彭慧勝在疫情期間還牽頭組織了20余次學術報告，這些報告涵蓋了材料、化學、物理、信息、生物醫學和腦科學多個領域，報告專家包括諾貝爾獎獲得者、中科院院士、各學科方向帶頭人以及《自然》雜志資深編輯等。