“在亚洲,创业失败往往被视为一种耻辱。但在美国,很多创业者把失败看作是一种荣誉的象征,会说:‘我尝试过,我失败了,但我可以从中学到东西。’不仅欣然接受失败,还主动分享失败的原因,让后来的人学习。 ”

这种对风险和失败的不同态度,是旅美新加坡籍电池科学家孟颖教授,在美国从事科研25年来的体会之一。趁着她今年9月来新加坡出席研讨会,《联合早报》记者特地约她做访问。

孟颖(49岁)当年还没到30岁就考到博士学位,在南洋理工大学念材料科学及工程本科时,以一等荣誉学位的优异成绩毕业,后来加入新加坡—麻省理工学院研究与技术联盟(SMART)项目的博士课程,还曾与2019年诺贝尔化学奖得主斯坦利·惠廷厄姆(Michael Stanley Whittingham)合作过。

完成博士后,她留在美国的大学执教,现为芝加哥大学教授,也是阿贡国家实验室(Argonne National Lab)能源储存研究的首席科学家。阿贡实验室隶属美国能源部,是美国第一个、也是中西部规模最大的国家能源实验室。

孟颖的专业是化学材料工程,让人津津乐道的是她在纳米电化研究和突破。2017年,她克服多年来电池研究中的瓶颈,将用于研究生物分子细胞的冷冻透射电子显微镜技术引入电池研究,为设计更优的电池提供纳米科技的依据。冷冻电镜技术后来获得诺贝尔化学奖。

孟颖把研究生物分子细胞的冷冻透射电子显微镜技术引入电池研究,为设计更优的电池提供了纳米科技的依据。图为她操作精密仪器。(受访者提供)

近年来,她带领的研究团队,经过八年的实验和100多次失败,成功研制出全球首个无负极钠固态电池。这种新型电池稳定性高、安全性强、可循环使用数百次、环保且成本低,为未来电池技术开辟新发展路径。

至今还持着新加坡护照的孟颖,准备明年回返母校南大,担任能源相关课程客座教授,为期三个月。

几十年来与科学研究为伴,终日埋在冰冷的仪器和瓶瓶罐罐中,孟颖觉得腻烦吗?

不认为科研枯燥乏味 享受探索发掘新事物

“不会,基础科学有很多可以探讨的课题,我很享受这种探知,每天都能学到新事物。我常开玩笑说,做锂电池的人会很开心,因为锂是抗抑郁药物中的重要元素。此外,我每天可以跟越来越年轻的学生交流。”

年轻,有犯错的时间本钱,对新事物无所畏惧,这正是科研需要的精神。她认为,过去美国提供鼓励创意和创业的氛围,允许不断失败和尝试,因此孕育了各种新发现和新想法。

亚洲近几年也致力创造理想的创意和创业生态环境,但孟颖认为,整体条件虽优于20多年前,但政府的推动和鼓励还有所欠缺。“特别是大量自动化和人工智能的普及,很多职业将流失,更须要鼓励年轻人创业,想出新的工作方式。”

孟颖在阿贡国家实验室展示电池原型,旁边是一个用于记录纽扣电池材料电压曲线的设备机架。(受访者提供)

不过,中美关系日趋复杂、地缘政治局势不断变化、保护主义抬头等外在因素,会让想创业的人担忧产品市场,间接抑制了创业的想法。孟颖是三家初创公司的参与者之一,感受直接。“未来一两年,做初创的人会经历很多艰苦,要做好思想准备。”

一般人觉得搞科研不赚钱,但孟颖却不完全苟同。“我常和我的博士学生说,念完博士后,有四条路等着你。除了留在学术界,还可以去工业界、政府部门或自己创业。”

孟颖说,搞科研,就是去碰问题、去突破难题。“做科研就是不断发现,想办法解决问题,找到出路,再不断调整,而且必须团队合作。”

翻阅她的简历,她多次获奖,包括IBS电池创新奖、美国化学学会电化学研究卓越奖、英国皇家化学学会法拉第奖章、国际电池学会IBA电池研究奖、美国布拉瓦尼克国家青年科学家奖入围者(Blavatnik Awards for Young Scientists Finalist)等。

众多奖项中,她最引以为豪的,要数由在2020年颁发的法拉第奖章。这个奖章是授予在电化学界表现杰出的海外科学家,属最高荣誉。法拉第(Michael Faraday,1791至1867年)发现了电磁感应现象,是19世纪上半叶物理学的重大事件。

孟颖自小是学霸,2000年在南大念材料科学及工程本科时,以一等荣誉学位的优异成绩毕业。(受访者提供)

“法拉第是我最崇拜的科学家之一。可惜是在冠病疫情期间得的奖,没有授奖仪式,但这个经历提醒我,个人的得失在世界时局面前是不堪一提的。”

孟颖说,对科学家来说,成功的定义是离世后永垂不朽,发明的东西会出现在课本里或收藏入博物馆,所以当下的成就,其实都不重要。

发表逾300能源储存相关文章 科研路需创意与勇于尝试

20多年来,孟颖发表超过300篇与能源储存相关文章,指导超过100个学生,博士生和博士后各超过50人,学生们也成立三个初创公司。

桃李满天下,她选拔学生的标准何在?

“创意,还有愿意尝试。”

她通常会设计一些场景,如提出非常艰涩课题,观察学生的反应。

“有的学生看着我说,‘我觉得很困难’,然后就没有下文了;有的学生说,‘听起来很让人振奋,我从没想过’。我比较倾向于拥有这种乐见未知、敢于和愿意尝试态度的学生。那些在困难面前畏缩不前的人,我有些保留。科研是马拉松,必须有不断尝试精神和对失败的承受力。”

孟颖带领的研究团队很国际化,因此熟悉不同文化背景的学生各具长处。组织郊游等庆祝活动,美国学生最合适;安排与工业界合作,由商务意识较强的新加坡人负责最理想。

至于首次面对艰难课题时,美国学生比较愿意尝试,会视它为汲取经验的机会。 “他们觉得反正不会损失什么,不如试试,这种精神或者和欧美教育倡导快乐学习、没有评分和分流有关。”

孟颖的丈夫埃利奥特(Graham Elliott)是澳大利亚人,现在美国加州大学圣地亚哥分校任经济学教授,15岁的独子思捷也住在圣地亚哥。(受访者提供)

延伸阅读

说到这里,一直滔滔不绝分享观点的孟颖忽然叹了口气,原来是想到了15岁的独子思捷。

“他是在快乐教育长大的,应该没办法在新加坡的教育系统里生存。亚洲人多,资源有限,竞争激烈。从小父母就告诉我们要出人头地,因为只有少数人可以上大学,欧美父母不会这么教孩子,他们觉得成功有很多不同的定义。”

话虽如此,她接着又笑说:“我先生去了哈佛,我去了麻省理工,我们有时会情不自禁地想,儿子能不能去斯坦福。哈哈!这种想法不太健康,应该让孩子更自由选择,对吧!可是作为一个亚洲母亲,我就是忍不住呀!”

科学无国界 须打破保护主义 让全人类享成果

8岁时,孟颖的父亲让她看了《一百个诺贝尔奖科学家的故事》一书,在她心中埋下对科学家的向往。

孟颖说,未来科学家面对很多挑战,首当其冲的是人工智能(AI)。

“我记得以前我爸爸的外号是百科全书,他有过目不忘的能力;但有了人工智能,人人都是百科全书。特别是这两年,大部分学生都用AI做题。我们必须思考,什么样的人类智慧值得下一代传承下去,因为知识不应该只限于有问必答,而是应带着好奇心,做出从来不可想象的。”

第二,她认为未来的科学家要接地气,与大众交流,普及科学知识,这才能在地球站满100亿人口时,有足够粮食、食水和能源,人人和谐共处。

“科学家必须思索这些问题,然后把科研成果让全人类共享,科学无国界,科学家要打破保护主义的格局,重新回归全球化。”

孟颖与研究团员在芝加哥的能源储存和转化实验室合照。研究方向主要是开发锂电池和钠电池的新型材料,包括电解质、电极材料以及固态超离子导体。(受访者提供)

借助工业界人脉和经验 盼成新美桥梁开发更多合作

回看新加坡,她希望自己能成为新美两国的桥梁,借助自己在美国汽车行业等工业界的人脉和经验,开发更多合作项目。

“新加坡可以引领亚洲以至全球的可持续能源科技,包括新的电池回收和生产技术,尤其是人工智能、机器人医护、飞行汽车等高端领域,兼顾基础研究和初创项目,把科研成果的影响最大化。”

此外,热带地区天气又热又潮,对电池的要求更为苛刻。电池如人体,不喜太冷或太热,最讨厌潮湿。如何确保雨季时,电池能安全又不损耗的操作,仍有许多发展空间。

孟颖过去20年,每年回新一二次,除了与新加坡科技研究局合作,她也不定时和南大及新加坡国立大学的教授合作。这几年,她接收的一些新加坡学生,在全固态钠电池研究领域都有所作为,包括创办了超薄钠电池 UNIGRID公司,这家公司去年获LG科技创投风险的注资。

固态电解质电池是国际能源储存行业的新趋势之一。固态电池的优点是可以非常有效地阻止电池爆炸和起火。

另一新趋势是钠电池。早在1960年代,科学家已着手研究。钠离子存在盐中,比锂电池所需的金属材料更普遍,回收也容易。钠离子电池在运行时更安全稳定,热激活阈值更高,较不易过热起火。

不过,钠电池需要以更大体积来完成锂电池的充放电效率,因此智能手机、笔记本电脑、电动汽车和电网规模储能系统等设备,一般还是以能量密度高的锂电池为主流。

去年,孟颖与其他科学家研制出全球首个无阳极钠固态电池,结合了钠电池、固态电池和无阳极电池各自的优势,使新型电池更环保、成本更低且更安全。

至于何时能商业化量产,孟颖笑说,这是典型的鸡和蛋故事。锂电池有30多年商业化历史,发展非常成熟,能循环充放电上万次;钠离子电池只达到上千次,从研究角度估计,三五年才能取得突破。如果量产,则需时更长。

要求团队工作场所须以英语交流 了解并适应当地文化

“我常和中国学生说,千里迢迢飞了三千英里,到了美国还想跟在中国一样的生活,那为什么要到美国?”

这是孟颖对自己在美国的研究团队的要求,她规定不同国籍的所有学生,在工作场所必须以英语交流。

此外,她也认为,外来移民应该主动了解并适应当地文化。这个理念,源自她初次到新加坡求学的深刻体验。

孟颖自小习书法。她说,儿时家里经济条件无法让她学音乐,书法是维持费最低的嗜好。(受访者提供)

孟颖生于中国杭州,高中时凭着优异成绩获新加坡政府奖学金,来南大念书。

“我初来时,新加坡教育部除了安排我们学七个月的英文,还有一门社会伦理课,教导我们如何使用刀叉、在马来人家中如何正确使用洗手间和用手指吃饭等礼仪,也介绍这里的多元宗教和种族。这种注重文化交流的安排,让我深感震撼。”

性格外向的她,在南大第一天上课时,自告奋勇当班代,用不流利的英语告诉同学,希望能融入新加坡的生活。结果,很多新加坡同学主动跟她交朋友,让她深刻感受到主动踏出第一步的力量与温暖。

大学毕业后,本应按奖学金合约进入星展银行工作。然而,孟颖表达了希望投身科研的强烈意愿,银行同意灵活处理。随后,她前往麻省理工学院攻读博士学位,获得新加坡政府的认可,将学术深造视为履行合约的一部分。

“我觉得新加坡很有人情味,允许我去追求梦想。这也是我这么多年保留新加坡护照的原因,新加坡给我很多信任,我有义务继续做新加坡人。”