巾帼不让须眉——记材料领域的科研女神

Alisa 5年前 (2019-02-04) 8714浏览

【引语】

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科研工作，尤其是材料领域的科研工作，往往是阳盛阴衰。与男性相比，女科学家在可支配的科研时间、受重视的机会等方面，通常会有不同程度的降低。此外，根据中国科学院的统计，女性院士的占比也低于6%。但所有的这一切并不表明女性不适宜进行科研工作，恰恰表明需要我们全社会共同努力，让所有人，不分男女，只要喜爱，都能走上科研工作。在此小编简单介绍一些材料领域的知名女学者，她们就像“科研女神”，指引更多的女性树立信心，走上自己喜爱的科研事业。

1 .谢毅中国科学技术大学无机功能材料

1967年出生于安徽省阜阳市，中国科学院院士、发展中国家科学院院士，中国科学技术大学化学与材料科学学院教授，合肥微尺度物质科学国家实验室教授。谢毅院士从小学习优秀，在1984年从阜阳一中考入厦门大学分析化学专业，后来在1992年进入中国科学技术大学跟随钱逸泰院士攻读博士学位，博士毕业后在中国科学技术大学化学系任教。曾获国家自然科学奖二等奖，中国青年科学家奖、中国青年女科学家奖和IUPAC化学化工杰出女性奖。英国皇家化学会会士。谢毅院士的总引用量大于40000，H指数为108。

研究方向及成果：谢毅院士的研究方向主要是基于电、声调制的无机功能固体。具体内容包括：(1)低维固体的表征及特殊电子态与本征物性的构效关系；(2)去耦合优化热电性能的新途径；(3)基于光、磁、电、热等智能响应的无机功能材料及其机敏特性控制；(4)基于纳米结构的高效柔性能量存储与转换器件；(5)基于纳米结构的CO₂富集和转换的光、电催化剂。先后承担了国家杰出青年基金，国家基金委大科学联合基金面上项目，国家重大科学研究计划，国家基金委大科学联合基金重点项目。截止到2017年7月，谢毅已经培养了60多名博士。

代表作：谢毅院士团队2013在Advanced materials发表了一篇富含缺陷的MoS₂超薄纳米片用于电催化制氢的论文。氢能作为一种清洁可持续的能源在未来欧洲杯线上买球领域具有重要的地位。因此，如何可持续的高效制氢就显得极为重要。在本文中，她们合成了克级的富含缺陷的MoS₂超薄纳米片。这种新型的结构可以引入额外的活性边位，这极大地提高了材料制氢时的电催化性能，并有望成为新型制氢催化剂。迄今为止，该论文的引用量已经有1350次。

参考文献及链接：J. Xie, H. Zhang, S. Li, R. Wang, X. Sun, M. Zhou, J. Zhou, X.W. Lou, Y. Xie, Adv. Mater., 25 (2013) 5807-5813; https://doi.org/10.1002/adma.201302685

科学格言/建言：顺其自然的淡定心态，认真积极地面对生活赐予你的每一段际遇，可能会收获更多；快乐工作

2. 任咏华香港大学发光材料和光敏材料

1963年出生于香港，籍贯广东鹤山。任咏华院士从小就做事特别专心，她一旦下定决定，就要把事情做好，而化学恰恰是她的梦想。她1985年毕业于香港大学化学系，3年后（1988年）获该校博士学位，师从香港著名科学家支志明教授。她是香港大学化学系讲座教授、系主任，现也在吉林大学超分子结构与材料国家重点实验室任职。2001年当选中国科学院院士。任咏华以“过渡金属炔基及硫属簇配合物的分子设计及其发光性能的研究”获得中国国家自然科学奖二等奖，2011年获得欧莱雅-教科文组织女科学家奖，以表彰其在发光材料以及捕捉太阳能的创新技术方面的工作。此外，任咏华院士还曾获英国皇家化学会百周年讲座奖 (全球首位华人获此荣誉)、世界杰出女科学家成就奖和何梁何利基金科学与技术奖等。任咏华院士的总引用量接近28000次，H因子为87。

研究方向及成果：主要从事超分子自组装和有机凝胶，光致变色材料，金属有机、纳米簇和纳米材料，分子材料学，光电材料，发光材料和发光化学传感器和生物标签等方面的研究。在发光材料以及捕捉太阳能的创新技术方面做出了重要贡献。

代表作：人类社会的发展离不开光，它给人们驱走黑暗，带来希望。任咏华院士的代表性成果就体现在发光材料领域，尤其是日受重视的有机发光材料。2002年她在Accounts of chemical research发表了一篇名为Molecular design of transition metal alkynyl complexes as building blocks for luminescent metal-based materials: structural and photophysical aspects代表性的研究。在该项研究中，她设计并制备了一些列独立的可溶性的分子金属炔基化合物。由于炔基基团的存在，这些有机金属化合物表现出了丰富的光物理和光化学性质。通过系统的改变基团的性质，金属配位中心以及某些结构特征，还可以调整材料的光学性质，探究构性关系。尤其重要的是，其中一些化合物还可以作为理想的构筑模块来设计发光有机金属低聚体和金属基功能材料。迄今为止，该论文的引用量已有474次。

参考文献与链接：V.W.-W. YAM, Accounts Chem. Res., 35 (2002) 553-563; https://doi.org/10.1021/ar0000758

科学格言/建言：做科研最重要的是，每当遇到挫折，就要想办法如何去克服困难，平复心态，这样的学习一生受益。

3. 于吉红吉林大学多孔材料

1967年1月生于辽宁省鞍山市，籍贯山东肥城。于吉红院士从小就是那种爱学习，学习好，成绩又高又稳的优秀学生。1989年毕业于吉林大学化学系，1992年和1995年在吉林大学分别获硕士学位和博士学位。师从徐如人院士。1995年博士毕业后留校。现任吉林大学化学学院无机合成与制备化学国家重点实验室教授、博士生导师，吉林大学国际合作联合实验室主任。曾获国家自然科学二等奖、中国青年滚球体育奖、中国青年女科学家奖等。2015年当选中国科学院化学部院士。

研究方向及成果：无机多孔功能材料的合成与制备化学研究。她在在分子筛多孔晶体材料的结构设计与定向合成研究中作出重要创新性贡献，合成出JU（吉林大学）系列50余种在不对称催化和大分子催化等方面具有重要应用前景的手性孔道和超大孔道等新型多孔晶体材料，其中多种新型分子筛被国际分子筛协会收录、命名。

代表作：沸石分子筛是一类非常重要的工业材料，它广泛应用在催化，吸附和离子交换等领域。传统的沸石分子筛是由铝硅酸盐和硅的多形物构成的。于吉红院士的一大突出贡献就是发展了新型铝磷酸盐型分子筛。于吉红院士2006年在化学领域顶级综述期刊Chemical Society Reviews上发表了一篇名为Insight into the construction of open-framework aluminophosphates的文章，系统的介绍了AIPOs开放式框架材料及他们的工作。AIPOs材料有着中性的沸石框架以及阴离子框架，表现出了复杂的结构特性以及成分多样性。在这篇论文中，作者介绍了AIPOs的结构，解释了它们的一般特征和拓扑化学。此外，作者还讨论了如何设计制备AIPOs材料。

参考文献及链接：J. Yu, R. Xu, Chem. Soc. Rev., 35 (2006) 593-604; https://doi.org/10.1039/b505856m

科学格言/建言：学习对于我来说，是一件很快乐的事。做科研也是如此。因为可以发现问题，并解决问题，这个过程会带来很大的满足感。

4 .王迎军华南理工大学生物医学材料

1954年7月生，河北唐县人，材料学教授、博士生导师、中国工程院院士、享受国务院特殊津贴专家。王迎军院士1978年从华南理工大学无机非金属材料专业本科毕业，1981年获华南理工大学无机非金属材料专业硕士学位，1997年获无机非金属材料专业博士学位。随后在华南理工大学工作。2007年因其卓著成就被国际生物材料科学与工程院授予“FELLOW”终身荣誉称号，2015年12月当选为中国工程院院士。王院士自2011年-2018年担任华南理工大学的校长，在她的带领下，华南理工大学取得了很大的进步。

研究方向及成果：在骨、齿科材料、血液净化材料及眼科材料等研究方面取得多项原创性成果。提出骨再生修复材料类骨仿生构建创新理念，建立“生物应答”理论雏形。发明骨再生修复材料仿生构建系列技术，实现工程化。

代表作：我国每年由各类骨疾病、交通伤等意外伤害引起骨组织缺损或坏死的病人有数百万之多,骨修复材料有着巨大的需求。王院士的一个代表作是发明了磷酸钙类生物活性陶瓷和骨修复体模板法仿生制备新技术，并在后来实现了临床应用和商业应用。该技术可以实现磷酸钙类分体的结构，尺寸和形貌的可控调控。此外，通过与上海贝奥路生物材料有限公司等企业的合作实现了产品的规模化制备。在数百家医院（上海交大，中山大学，第四军医大学等附属医院）临床治疗7万多病例，显示出材料具有优异的疗效，创造了巨大的健康和经济价值。该技术最终也获得了国家技术发明奖二等奖。

参考文献及连接：C Xu, P Su, X Chen, Y Meng, W Yu, AP Xiang, Y Wang, Biomaterials, 32(2011), 1051-1058; https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2010.09.068

5. 张俐娜武汉大学高分子材料

1940年8月生于福建省光泽县，籍贯江西萍乡。张俐娜成长在一个知识分子家庭，其父张国熊毕业于清华大学，母亲则是一名认真负责的中、小学教师。父亲从小对她要求严格，对她后来的成长影响深渊。她在1963年7月毕业于武汉大学化学系。后来创建了武汉大学天然高分子及高分子物理实验室，并一直领导该实验室工作。2011年当选为中国工程院院士。受时代的因素，张莉娜院士直到年近半百才开始正统的科学研究，是一位“大器晚成的女科学家”。

研究方向及成果：主要从事高分子物理和天然高分子科学与材料领域的基础和应用研究，涉及高分子、生物学、环境、农业和绿色化学与材料交叉学科，是国际前沿研究领域之一。研究对象包括纤维素、甲壳素、大豆蛋白质、海藻酸钠、淀粉以及真菌多糖，通过物理及化学改性等“绿色”途径构建环境友好新材料和功能性材料以及“绿色”新物质。

代表作：张莉娜院士的代表性成果体现在纤维素溶剂研究方面。纤维素是一种绿色可再生的资源，资源极其丰富。它可用于纺丝制膜，生产布料以及各种衍生品。但是，纤维素不溶于普通溶剂，因此它的溶剂极其溶解方法就显得十分重要。张莉娜院士开发出了一类新型纤维素溶剂。例如，采用NaOH/尿素水溶液，预冷至-12℃，就能快速溶解纤维素，从而得到透明的溶液，而且该溶液还能够长时间保持稳定。采用这种方法，人们已经制备出了新型纤维素丝，膜，复合材料及纤维素衍生物。这种低温溶解技术不仅突破了传统加热溶解的思路，而且在低温溶解过程中不会产生挥发物，也是一种绿色的工艺路线。

参考文献：ZL 03128386.1 (2005), invs.: L. Zhang, J. Cai, J. Zhou; CN 1546556A (2004), invs.: L. Zhang, J. Cai; CN 1546298A (2004), invs.: L. Zhang, J. Cai, J. Zhou; CN 1594680A (2004), invs.: J. Cai, L. Zhang, J. Zhou, H. Chen, H. Jin; J. Cai, L. Zhang, Macromol Biosci, 5 (2005) 539-548.

科学格言/建言：家庭是事业成功和社会稳定的基本保证。

6. Mildred S. Dresselhaus麻省理工学院碳材料

Mildred S. Dresselhaus，为美国科学院院士、美国工程院院士、美国艺术科学院院士。她被称为碳科学界的女王，是第一位成为麻省理工学院“Institute Professor”的女性。Mildred S. Dresselhaus在1930年出生于纽约，其父母是来自波兰的犹太移民家庭。作为女性，她的学习成长过程也受到了很多歧视。1951年在纽约的 Hunter College获得学士学位，1953年在马萨诸塞州的Radcliffe College获得硕士学位，1958年University of Chicago获得博士学位，后来又在Cornell University做了两年博后，并遇到了她的挚爱，最后两人一起去了麻省理工学院林肯实验室工作。她获得了许多著名的奖项，如总统自由勋章, the National Medal of Science，美国能源部费米奖章以及the Vannevar Bush Award。此外，她还在全世界获得了包括剑桥大学等著名大学在内的20多个荣誉博士学位

研究方向及成果：Mildred S. Dresselhaus专注于研究石墨，石墨插层化合物，液碳，气相生长碳纤维，富勒烯以及碳纳米管。液碳和气相生长炭纤维的研究是富勒烯和碳纳米管研究的先驱，并率先理论预测了单壁碳纳米管具有金属属性和半导体属性，为新型炭材料的发展做出了突出贡献。她也是拉曼光谱的奠基人之一。

代表作：石墨烯因其优异的机械，光，电和热性质，一经出现就受到了极大的关注。因此，如何简易，高效地制备出高质量的石墨烯就显得极为重要。在2009年，Mildred S. Dresselhaus发表了通过化学气相沉积的方法在任意基底上制备大面积，少层石墨烯的方法。该方法可以在常压下制备出大面积（~cm^-²）的单层和少层石墨烯，而且具有低成本和可规模化生产的特点。迄今为止，该论文的引用量已有5225次。

参考文件及地址：A. Reina, X. Jia, J. Ho, D. Nezich, H. Son, V. Bulovic, M.S. Dresselhaus, J. Kong, Nano letters, 9 (2009) 30-35; https://doi.org/10.1021/nl801827v

科学格言/建言：People said you’re crazy…But if you think you’re right, stick to it. And we were right.

7 .Pratibha L. Gai约克大学纳米材料与催化剂

Pratibha L. Gai是英国University of York的电镜中心主任。她创立了具有原子分辨率的环境透射电子显微镜，并将其用来研究催化材料和催化过程。她是推动原位电子显微镜应用在化学学科上的先驱。Pratibha Gai出生于印度，从小就对科学着迷。受居里夫人，教育以及父母的影响，她爱上了化学。不过，印度的社会环境对女性科学家的成长不利，后来她获得了奖学金去了英国学习。Gai在1974年获得了University of Cambridge的博士学位。她获得许多著名的奖项和荣誉，诸如“The Asian Awards for Outstanding Achievement in Science & Technology”，“Fellow of the Royal Society (FRS)”，“L'Oréal-UNESCO For Women in Science Awards Laureate for Europe”以及“Fellow of the Royal Academy of Engineering”。

研究方向及成果：（1）异质原子催化；（2）采用球差矫正的原位环境显微镜来实时观察单原子催化；（3）燃料电池用新型纳米催化剂；（4）纳米材料及原子尺度的界面变化等。

代表作：发生在气-固或者气-液界面的动态反应对于固体的性质具有重要的影响。对于多相催化反应而言，人们也早已经认识到了催化剂的状态及其性质依赖于其所在的外界环境。因此，直接原位观察固相催化反应的发生以及它们的结构演变过程就显得非常重要，这有助于理解催化剂的结构与反应机理之间的关系。Pratibha L. Gai就是采用原位高分辨环境透射电子显微镜技术探究多相催发反应的先驱，她在2011年发表了题为Atomic-resolution environmental transmission electron microscopy for probing gas-solid reactions in heterogeneous catalysis的论文，详细的介绍了具有原子分辨力的环境透射电子显微镜技术。这种技术可以用来实时原位动态的观察催化剂结构的变化。

参考文献及地址：P.L. Gai, E.D. Boyes, S. Helveg, P.L. Hansen, S. Giorgio, C.R. Henry, MRS Bulletin, 32 (2011) 1044-1050, Accounts Chem. Res., 34 (2001) 583-594; https://doi.org/10.1557/mrs2007.214

科学格言/建言：I thought that if I patented it, no one else would be able to do work with it. I might earn some money, but I was not interested in that. I was interested in applications for many researchers, creating more fundamental science. So, I decided not to patent it.

8. Nicola Spaldin苏黎世联邦理工学院多铁性材料

Nicola Spaldin是曾执教于UC Santa Barbara，后来转为ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院）的教授，她是多铁性材料的研究先驱。她出生于1969年，在1991年获得University of Cambridge的学士学位，在1996年获得University of California, Berkeley的化学博士学位。她曾获得的奖励和荣誉有：“the American Physical Society's James C. McGroddy Prize for New Materials”，“Körber European Science Prize”，“the 2017 L'Oréal-UNESCO Awards for Women in Science”和“Fellow of the Royal Society (FRS)”。她的H因子为77，总引用量接近38000次。

研究方向及成果：她的研究方向主要是多铁性材料（同时表现处铁磁性，铁电性和铁弹性）和氧化物多功能材料。她不仅通过传统的方法，还着重通过结合“first-principles”和“phenomenological theoretical techniques”来研究和预测新型材料。在2003年，正如她理论预计的那样，她成功的从实验上证明了铁酸铋的多铁性的性质。

代表作：当一个材料结合了电，磁和结构有序参量就会同时表现出铁电性，铁磁性和铁弹性，这就是多铁性材料。这种化合物非常有机会用于信息存储，自选电子领域以及传感器。因此吸引了很多学者来研究。2003年，Nicola Spaldin教授在Science发表一篇关于BiFeO₃多铁性材料的研究，引发了巨大的关注，迄今为止，引用量已经达到5246次。在这项研究中，作者通过异质外延生长的方式制备出了BiFeO₃单晶薄膜。该薄膜具有着与块体BiFeO₃完全不同的晶体结构，而且自发极化强度也远远高于块体形式。与此同时，作者还采用了第一性原理计算来解释了该材料具有高自发极化强度的原因。由于其独特的性质，这个材料也很有希望用于制备同时具有磁铁电多种性质的薄膜器件。

参考文献和链接：J. Wang, J.B. Neaton, H. Zheng, V. Nagarajan, S.B. Ogale, B. Liu, D. Viehland, V. Vaithyanathan, D.G. Schlom, U.V. Waghmare, N.A. Spaldin, K.M. Rabe, M. Wuttig, R. Ramesh, Science, 299 (2003) 1719-1722; https://doi.org/10.1126/science.1080615

科学格言/建言：Do what you're passionate about. If you're passionate about physics, do it. It may not be the easiest choice, but it will be the most rewarding.

9 .Zhenan Bao斯坦福大学传感材料和能源材料

Zhenan Bao（鲍哲南），1970年出生于江苏南京，现在是斯坦福大学的教授，美国国家工程院院士。她的父母均是南京大学的教授，可以说有着科学的基因。她在1987年考入南京大学化学系，在经过三年的学习后移民美国，进入伊利伊诺大学芝加哥分校学习。1995年获得美国芝加哥大学化学博士学位并就职于贝尔实验室。2004年进入斯坦福大学任教。Zhenan Bao获得的奖励和荣誉无数，著名的奖项有：“影响世界华人大奖”，“美国科学促进会会士”，“世界杰出女科学家成就奖”，“《自然》杂志年度十大人物”，“世界杰出女科学家成就奖”。她还是第一位在斯坦福当院长的华人女性。Zhenan Bao的总引用量已经接近80000，H因子为144。

研究方向及成果：Zhenan Bao研究方向主要包括有机和高分子半导体材料，传感材料，有机半导体晶体管，有机太阳能电池，人工电子皮肤和能源材料等。她的重要研究成果有：“单分子层晶体管可控制电路”，“模拟人类皮肤的柔软塑料电子传感器件—人工电子皮肤”，“可拉伸太阳能电池”等等。

代表作：在未来的滚球体育社会中，电子皮肤将占据重要的角色，它可赋予智能机器人感知物体的能力，此外还可以用在医疗领域，修复或替代受损的自然皮肤。鲍哲南教授的一大代表性成果就体现在电子皮肤的研究上面。2010年，鲍哲南及其团队在Nature Materials发表了题为Highly sensitive flexible pressure sensors with microstructured rubber dielectric layers的研究成果。在这项研究中，作者采用具有生物相容性的弹性聚二甲基硅氧烷薄膜制备出了柔性电容式的压力传感器。这个材料具有着无可比拟的压力敏感性（<10 kPa，温和的触摸）和极短的响应时间。而且，该传感器还具有低成本，可大面积制备的特点。除此之外，作者还进一步地将该设计集成到有机场效应晶体管上，制备出了新型的传感器件。鉴于该材料具有着高的灵敏性，大的工作压力范围，简单的制备工艺，良好的柔性以及较好的生物相容性，它非常用希望应用在电子皮肤上。迄今为止，该篇论文的引用量已达1468次。

参考文献及链接：S.C. Mannsfeld, B.C. Tee, R.M. Stoltenberg, C.V. Chen, S. Barman, B.V. Muir, A.N. Sokolov, C. Reese, Z. Bao, Nat. Mater., 9 (2010) 859-864; https://doi.org/10.1038/nmat2834

科学格言/建言：我做科研的目标不是诺贝尔奖，而是能够用我的研究成果去帮助人类，这也是我心目中科学的最高境界。如果只是以获奖为目标，会很难尽心去做研究。我最想看到的是我的研究成果被应用到实践中，让人类受益。

10. LindaF. Nazar滑铁卢大学电池材料

Linda F. Nazar是加拿大滑铁卢大学化学系的教授，是电池届的女中豪杰，一直致力于开发新型能源存储与转换材料。她在1978年获得University of British Columbia的学士学位，在1984年获得University of Toronto的化学博士学位。她曾入选2014年汤森路透的高引作者，并获得多种奖励和荣誉，如“Electrochemical Society Battery Research Award”，“Distinguished Woman in Chemistry or Chemical Engineering (American Chemical Society Award)”，“Elected Fellow of the Royal Society of Canada (FRSC)”和“Appointed Officer of the Order of Canada”。Linda F. Nazar的总引用量已经超过40000次了，H因子为96。

研究方向及成果：（1）设计用于能源存储与转换及交通系统的纳米材料；（2）材料固体化学及纳米技术；（3）锂离子电池和锂电池，燃料电池，超级电容器和储氢材料；（4）固态化学及结构-性质间的基本原理；（5）介孔和小孔材料。

代表作：Linda F. Nazar最具有代表性的成果是表现在锂硫电池方面。锂硫电池被誉为下一代电池，它具有质量能量密度高的特点，是未来锂离子电池发展的一大重要方向。2009年，Linda F. Nazar在Nature Materials上面发表了采用有序介孔碳作为载体来负载硫并将其作为正极应用在锂硫电池上的论文。这篇论文开启了一个锂硫电池的一个新时代，迄今为止的引用量已经3410次。在本文中，她通过简单的热熔法将单质硫灌入CMK-3介孔碳，这种结构不仅具有高的导电性，而且具有高的锂离子扩散速率，从而也使得材料表现出了高达1320mAh g^-1的可逆容量。此外，该方法简单易行，对其他电极材料的设计也极具有借鉴意义。