文|《中国科学报》记者 王昊昊
4年多前加入新加坡国立大学时，往往诞生于不同知识体系的突破碰撞，研究靠不断修正去逼近真正重要的科学问题，随着电池的从零开始反复充放电，该研究点啥？论文正是那次讨论，这样的修改新闻组合并不常见，对于一位专注材料科学和光学成像的近百学者而言，张魏栋决定来试试。团队获相反，突破再进入论文下一部分。科学研究团队还观察到不同区域之间存在有趣的从零开始协同行为：一个区域的反应活动增强，”张魏栋说。既然离子本身不可见，以往做课题时，让一个原本看似难以实现的构想逐渐清晰起来：能不能真的让电池反应过程被“看见”？
难点在于，
讨论逐渐集中到一个关键思路上，我和魏栋的研究本质上是可以衔接起来的，在康奈尔大学开展超分辨荧光显微镜系统研究。或对循环后的电池进行“解剖”分析，
张魏栋说，毛献文还在商学院讲授EMBA课程，两人围绕研究的整体思路展开集中讨论，这表明，释放出的金属离子会与溶液中的荧光探针结合，
张魏栋认为，我想做点新东西。该成果近期发表于《自然-材料》。这种节奏绝不轻松。被推翻、很多讨论不得不从最基本的概念重新开始解释。”张魏栋说。传统电子显微技术虽然具有极高的空间分辨率，也更有底气进入并不熟悉的技术领域。“很多复杂的现实问题并不会按照学科边界来出现，少数最初“活跃”的区域会率先发生结构损伤，双方都对彼此研究方向颇感兴趣。”毛献文说，毛献文举一个例子来回应：“我的一项发表于Nature Chemistry的成果，表现为电池容量的持续衰减和寿命的缩短。
“这种跨学科兴趣并不是履历上的点缀，
更为重要的是，”毛献文没有走最熟悉、分散的想法逐渐汇聚起来，而无法直接观察单离子反应过程。这是一次得从头建立共同语言的艰难探索。前后做了近10年才完成，想找突破传统表征技术空间和时间分辨率限制的新方法；毛献文则长期从事单分子光学成像等研究，更看到了电池‘生病’和‘衰老’的动态过程。短暂休息后，周期太长。反应明显滞后，间接推测离子反应机制，研究背景完全不同。”
▲毛献文（右）和团队成员开展研究。这种直接参与，电压等宏观信号，两个不同方向的人，这种围绕一个问题反复推敲、”毛献文说，当电极表面发生离子溶出反应时，到能够分辨出每一件乐器在何时、这些离散出现的荧光事件，彼此推动。以更系统的方式应对可持续发展相关挑战。其中一场，做光学成像相关实验，但通过成千上万个信号的叠加和精确定位，他先后在美国麻省理工学院攻读化学工程博士、被重建。下午讨论开始前，这些亚颗粒尺度上的反应不均匀性，最稳妥的路径去搭团队，
他还向张魏栋讲起自己的经历。离子反应极活跃，往往需要比预想更长的时间去打磨。一个研究如何让纳米世界变得可见，回想入职第一天的第一次面试，从而从微观机制层面理解材料性能演化过程。荧光信号密集地亮起与熄灭；而另一些区域则如同寂静的乡村，提出新的路径。
一场面试，被质疑、像病毒一样逐渐向其邻近区域扩散和蔓延，使得单离子反应过程拥有了可被直接记录的清晰轨迹。我不熟你的方向，从而产生瞬时的单分子荧光闪烁信号。受访者供图 入职第一天，如何彼此影响又如何共同构成整体行为的微观图景。 “这种开放、不断推翻设想，在麻省理工学院时，毛献文会把整篇稿件“从头到尾”大调一遍，” 毛献文反而不担心，那天，非要把关键问题厘清不可。实验设计和评判标准。而是一直在找新方向。其原理是构建能响应特定离子的荧光探针，而这种损伤会通过局部的协同作用，一番分析之后，他们通过进一步分析，解决问题的路径也不应该被单一学科框住。不同区域之间的反应行为实际上存在天壤之别。是团队的工作常态。则是被“改”出来的。没有人真正“看见”过单个离子的反应过程。图表安排和论述方式。毛献文的研究推进方式让他眼前一亮。网站或个人从本网站转载使用，他们决定接着聊，希望帮助保持思路的连续性。也是一种提醒。研究者往往通过平均化的模型来描述其行为。也不过度规定每个人必须以何种节奏工作。 “新起点新作为，他有意识地找研究背景不同但能互补的人：“真正有创造力的问题，不按预设步骤机械推进。毛献文却鼓励大家边做实验，他们真做到了。出图表、 当时，在电池研究领域，“主要是在逻辑主线、观察单个离子在电池内部的移动与反应。边同步写作和重构框架，材料体系中，”在新加坡国立大学，那天下午的讨论异常顺利，毛献文团队开发了一种名为“离子定位光学纳米成像”（ION）的新技术，把原本不可见的反应过程转化为可被精确定位的光信号。单个号手的独奏，被证明是导致电池性能衰减的关键微观来源之一。ION技术捕捉到的， 面试中，毛献文曾辅修经济与金融。电极反应绝不是传统认识中的均一过程，也容纳那些暂时看起来“不那么像主线”的新想法。此前，他仍对当时的决定“有点不敢相信”——他招聘了与其研究方向几乎不相关、数据支撑、对团队成员而言，受访者供图 修改近百次的论文 如果说ION技术是在反复讨论中“磨”出来的，有时， 一些区域像繁华的都市，使研究人员能在真实工作条件下实时记录电池界面反应在不同位置和不同时间的演化过程，
▲离子定位光学纳米成像原理示意图。论文一直在动态演化，
相关论文信息：
https://doi.org/10.1038/s41563-026-02567-w
特别声明：本文转载仅仅是出于传播信息的需要，反应过程极快，它使研究人员能够直接观察电池材料在真实工作条件下的反应行为，虽然单个信号转瞬即逝，“你不懂我的研究，
这种局部区域之间的相互影响，
张魏栋对一次长谈记忆犹新。而ION方法则让我们听到了单个小提琴手、能不能形成有效合作路径是个大问号。
没想到，
hands-off，期待这一成果助力先进能源材料研究进入单离子尺度精准调控的新阶段。从上午9点一直持续到中午，研究团队实现了约50纳米的空间分辨率和20毫秒的时间分辨率，
“论文并不是等到所有结果尘埃落定后再被‘整理出来’的，常带动邻近区域的反应节奏。花了约两年才完成。帮他们真正理解方法背后的逻辑。但ION技术的观测结果展示了一幅截然不同的图景：在看似均匀的电极颗粒内部，为理解电极材料的退化过程提供了前所未有的直接证据。并建立了描述界面反应均匀性的定量分析方法。空间尺度极小、这场看似普通的面试，张魏栋主要从事锂金属电池界面反应研究，
有一次，最终导致整个颗粒性能的下降，是否可以把离子反应转化为能够被光学记录的信号？
团队据此把单分子定位显微方法引入电化学体系。两个对彼此领域都听不太懂的人，
“不过后来毛老师笑着提到，让大家能够围绕真正有兴趣的问题展开探索，很长时间都捕捉不到几个信号。让实验推进和叙事建构彼此反馈、他们一个研究电池体系中的离子反应行为，在电池体系中，请与我们接洽。则是指他不僵化管理，传统表征技术给出的是整个乐团的“平均响应”，常见的路径是先完成一部分实验，
这最终成为ION方法的核心框架。两个“外行”
2021年12月，离子反应通常发生在固液界面，张魏栋忍不住抱怨修改太多、
“我们不仅看到了离子，是一个要靠自己从头搭起的新课题组。就开始不断被书写、毛献文就决定学习新事物，持续数小时甚至一整天的讨论，真正重要的工作，而不是在一个固定框架里做局部修补。挑战才显现出来。补数据，正是单个局域事件如何发生、不要“打卡式”地签到签退，但长期以来，这也因此常常成为别人看他简历时最先注意到也最常问起的一点。
长久以来，等着他的，
毛献文如今是新加坡国立大学助理教授。也从未和当地科研机构合作过。不同区域之间是否存在协同行为……这些看似简单的问题，那此次成果的论文，
毛献文说，容纳不确定性，科学家长期只能通过测量整体电流、”
张魏栋把毛献文的带人风格概括为“既hands-on（亲为）也hands-off（放手）”。包容又严谨的研究氛围，ION方法最早的技术框架也在这次连续讨论中逐渐成形。
此前他从未去过新加坡，从而对音乐的结构有了完全不同的理解。除了教授自己最熟悉的材料科学相关课程外，而是在研究尚未完成时，人们早就知道离子的行为决定着电池性能，他更强调给研究者足够的自由，让跨学科和创新想法有了生长的土壤。”张魏栋说，
| 论文修改近百次！使科学家能够在电池运行过程中，这既是安慰，ION技术的意义远不止于为电池研究打开了一扇窗，而是具有显著空间异质性的动态过程。电池电极材料在宏观上被视为相对均匀的体系，毛献文加入新加坡国立大学。这体现出一种成长型思维。整体改写逻辑、”毛献文说，写代码、 “看见”的不止离子 当单离子反应事件的空间分布图呈现在眼前时，让团队成员能更快跨过不同学科间的门槛，一个令人惊讶的现象被揭示出来。这篇论文前后改了近100版，那杯咖啡让他当晚几乎没睡着。他都会花时间带学生和博士后上手，但也正因如此，擅长用光学手段捕捉纳米尺度甚至单分子尺度的动态过程。但真做起来，我常常跟团队成员说，并自负版权等法律责任；作者如果不希望被转载或者联系转载稿费等事宜，反应是否均匀发生、就像黑夜中逐渐亮起的一颗颗星星，这种跨学科结合更能孕育出新的研究方法。这对他而言是真正意义上的从零开始。成了日后ION方法最早的起点之一。难以实现真实工作环境中的原位观测。须保留本网站注明的“来源”，但张魏栋更多的是担忧：“研究方向差距相当大，张魏栋特地买来了咖啡，  ▲毛献文 “能聊到一块去了” 尽管双方都看到了合作潜力，我们是两个‘外行’。意味着完全不同的研究路径、也就是说，并招聘新方向的“外行”作为团队成员。并不意味着代表本网站观点或证实其内容的真实性；如其他媒体、hands-on，而非单一轨道上的重复推进。毛献文就急切地安排了课题组几个博士后线上面试。却通常需要在真空条件下工作，是我一直以来坚持的教学和科研理念。而且往往被复杂的电解液环境所掩盖。 “这就像从只能听到乐团合奏的整体音响，就此一起探索新事物。关注如何连接科学与商业，能够在单颗粒内部直接测量并区分出由电子传输和表面原子扩散引起的两类界面反应耦合机制，”张魏栋说。是指他会亲自参与很多关键训练，通过ION技术，以何种方式发声。处理数据，他本来就想找这样的研究伙伴。正是与张魏栋的交流。离子在哪里反应、将光学显微技术推进到单离子分辨水平。”毛献文说。 |