一個(gè)原子變化可以改變物質(zhì)性能，一個(gè)分子結(jié)構(gòu)可以衍生全新材料。時(shí)下，從微觀調(diào)控到宏觀世界，分子化學(xué)已經(jīng)全面滲透到社會(huì)發(fā)展的各個(gè)領(lǐng)域，各種新功能材料捷報(bào)頻傳。2025年6月，南京大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院特聘研究員黎建、中國(guó)石化石油化工科學(xué)研究院教授林偉，以及香港理工大學(xué)助理教授林聰，共同擔(dān)任聯(lián)合通訊作者，在著名期刊《科學(xué)》（Science）上發(fā)表了題為《利用微晶電子衍射技術(shù)加速開發(fā)穩(wěn)定的超大孔納米沸石》（Accelerated discovery of stable, extra-large-pore nano zeolites with micro-electron diffraction）的學(xué)術(shù)論文。團(tuán)隊(duì)運(yùn)用微晶電子衍射技術(shù)（MicroED）對(duì)晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行快速解析，顯著加速了沸石分子篩材料的合成優(yōu)化進(jìn)程。這一創(chuàng)新方法引領(lǐng)了超大孔硅鋁酸鹽沸石分子篩的創(chuàng)制，成功實(shí)現(xiàn)了兩例新結(jié)構(gòu)沸石分子篩的加速開發(fā)，使人們對(duì)沸石分子篩材料的認(rèn)識(shí)與應(yīng)用達(dá)到了更深的層次。

▲容家富教授（前排左）/林聰博士（前排右）團(tuán)隊(duì)

這是林聰職業(yè)生涯中又一個(gè)創(chuàng)新時(shí)刻。雖然入職香港理工大學(xué)應(yīng)用生物與化學(xué)科技學(xué)系尚不足兩年，但林聰對(duì)未來(lái)職業(yè)道路的規(guī)劃已經(jīng)逐漸清晰——帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)致力于功能材料（尤其是多孔材料、氧化物材料等）開發(fā)及其在催化、能源、吸附分離、環(huán)境等領(lǐng)域的應(yīng)用與構(gòu)效關(guān)系研究。他說：“我希望我們能貢獻(xiàn)出更多‘創(chuàng)新時(shí)刻’，并且將它們應(yīng)用于現(xiàn)實(shí)土壤，在實(shí)踐中走出新路?！?/p>

且持夢(mèng)筆書奇景

源浚者流長(zhǎng)，根深者葉茂。林聰對(duì)于物質(zhì)結(jié)構(gòu)的興趣可以一直追溯到高考之前。在與知識(shí)和書籍的對(duì)話中，他逐漸感受到，對(duì)物質(zhì)世界的探索始終是推動(dòng)科學(xué)進(jìn)步和哲學(xué)思考的重要?jiǎng)恿?，尤其是?duì)物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)認(rèn)知的日益深入，不僅能夠揭示自然界奧秘，更重塑自然觀，引發(fā)人類對(duì)宇宙本質(zhì)和自身地位的哲學(xué)反思。所以，他逐漸被微觀粒子的量子效應(yīng)、不確定性原理等特性，以及那些不完全遵循直觀線性邏輯的規(guī)律所吸引，在追求更加動(dòng)態(tài)、整體自然觀的渴望中，進(jìn)入了重慶大學(xué)應(yīng)用化學(xué)系。

不過，初入校園的林聰與大多數(shù)學(xué)生一樣，經(jīng)歷過一段“心無(wú)所向”的迷茫時(shí)期，“當(dāng)時(shí)對(duì)未來(lái)的規(guī)劃不夠清晰，覺得完成學(xué)業(yè)就夠了”。直到2011年，他真正走入實(shí)驗(yàn)室，才頓覺科學(xué)的廣闊與深?yuàn)W。“那一年，林建華校長(zhǎng)調(diào)任重慶大學(xué)，因?yàn)榱中ｉL(zhǎng)是化學(xué)背景出身，深諳化工學(xué)院需求，工作‘直切要害’——他帶領(lǐng)幾名老師快速組建了一支小而精的科研團(tuán)隊(duì)。我在大學(xué)三年級(jí)時(shí)有幸進(jìn)入了這個(gè)科研團(tuán)隊(duì)工作學(xué)習(xí)，協(xié)助師兄師姐完成一些簡(jiǎn)單的材料合成與處理工作?！彪m然只是科研工作的初步嘗試，但這次經(jīng)歷也成為林聰走上科研道路的基礎(chǔ)。

彼時(shí)，實(shí)驗(yàn)室的研究重點(diǎn)是多孔材料。“不過我們研究的不是沸石，而是一種基于鋁、硼、氧3種原子的多孔材料?！绷致斞a(bǔ)充道。對(duì)于當(dāng)時(shí)的他而言，是否有成果產(chǎn)出并不重要，重要的是透過X-射線衍射儀、掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡等專業(yè)設(shè)備，他首次窺見了微觀世界的精妙。由此，林聰在完成本科求學(xué)之后，懷揣不變的初心，保研留校，繼續(xù)在分子化學(xué)的科研道路上奮力前行。而同時(shí)，他的導(dǎo)師也給予了這位追夢(mèng)的年輕人最大的支持?！耙?qū)嶒?yàn)室的運(yùn)營(yíng)機(jī)制，我被林建華校長(zhǎng)推薦到北京大學(xué)學(xué)習(xí)，參與相關(guān)課題的研究工作。這段時(shí)期的知識(shí)輸入強(qiáng)度極高，周圍有許多志同道合的杰出人才，我收獲了極大的成長(zhǎng)，也遇到了我的另一位導(dǎo)師孫俊良教授。更重要的是，我正式接觸了沸石材料?！彪m然當(dāng)時(shí)的林聰還未把研究重心放在沸石上，只是旁觀了師兄師姐的課題，但一顆好奇的種子已悄然埋下，且日積月累，長(zhǎng)出了經(jīng)絡(luò)。

▲兩例新型納米超大孔沸石結(jié)構(gòu)示意圖

“孫老師主要的研究方向是結(jié)構(gòu)化學(xué)，我從他那里掌握了一些物質(zhì)結(jié)構(gòu)表征與分析的技能。同時(shí)，孫老師是一位求真務(wù)實(shí)的學(xué)者，在他的影響下，我便時(shí)常思考：如何將這些技能與實(shí)際應(yīng)用的材料結(jié)合起來(lái)？”這幅藍(lán)圖在他博士畢業(yè)之后得以實(shí)現(xiàn)?！皩O老師推薦我到北京大學(xué)深圳研究生院的潘峰老師團(tuán)隊(duì)。潘老師是國(guó)內(nèi)外著名的電池材料專家，我因此有機(jī)會(huì)運(yùn)用結(jié)構(gòu)化學(xué)的知識(shí)，探索鋰電池材料化學(xué)不穩(wěn)定性的背后成因?！?/p>

天工人巧日爭(zhēng)新

2023年，林聰帶著科研理想進(jìn)入了香港理工大學(xué)。依托應(yīng)用生物與化學(xué)科技學(xué)系的優(yōu)質(zhì)平臺(tái)，以及與國(guó)內(nèi)外相關(guān)實(shí)驗(yàn)室、同步輻射光源等的良好合作關(guān)系，實(shí)驗(yàn)室逐步配備了充足的材料制備、表征和性能測(cè)試設(shè)備（包括原位平臺(tái)）。更重要的是，在香港理工大學(xué)理學(xué)院副院長(zhǎng)、香港理工大學(xué)化學(xué)和環(huán)境分析中心實(shí)驗(yàn)室主任、大亞灣技術(shù)創(chuàng)新研究院副院長(zhǎng)容家富教授的指導(dǎo)與幫助下，林聰組建起了一支結(jié)構(gòu)完善、協(xié)作緊密，富有創(chuàng)新活力和國(guó)際視野的多元化研究隊(duì)伍。據(jù)悉，研究團(tuán)隊(duì)目前由1名教授、1名助理教授、4名博士后及7名博士生/碩士生組成，成員間配合融洽，共同為功能材料的未來(lái)奉獻(xiàn)己力。

近年來(lái)，團(tuán)隊(duì)始終就能源危機(jī)和環(huán)境污染等重要挑戰(zhàn)深入探索，為開發(fā)清潔能源，實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰”“碳中和”目標(biāo)和綠色經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型等重要目標(biāo)提供可能，逐步將目光投向鋰離子電池這一新能源技術(shù)?！敖陙?lái)，以新能源汽車快速增長(zhǎng)為代表的巨大需求推動(dòng)了鋰離子電池的發(fā)展，但現(xiàn)有技術(shù)仍然受到容量和成本因素的限制，制約了鋰離子電池更廣泛的商業(yè)應(yīng)用?！绷致斀榻B道。

一方面，相比容量更高的負(fù)極，現(xiàn)有正極材料的容量非常有限，是性能上的短板。商業(yè)上理論容量為274mAh/g的層狀過渡金屬鋰氧化物，包括鈷酸鋰和鎳基三元正極，其實(shí)際容量受到材料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性等因素的限制，難以超過200mAh/g。另一方面，正極在鋰離子電池中占據(jù)物料成本和重量的最大比重。因此，正極材料的開發(fā)是解決目前鋰離子電池容量和成本“性價(jià)比”矛盾的關(guān)鍵。

據(jù)此，依托國(guó)家自然科學(xué)基金青年基金項(xiàng)目，林聰與團(tuán)隊(duì)正對(duì)上述難點(diǎn)集中攻關(guān)。目前，針對(duì)陰離子氧化還原不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)化學(xué)導(dǎo)致的電化學(xué)性能衰減問題，團(tuán)隊(duì)從材料根本的結(jié)構(gòu)角度出發(fā)，提出基于現(xiàn)有體相和表面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定化策略的多級(jí)結(jié)構(gòu)調(diào)控，并嘗試通過先進(jìn)的結(jié)構(gòu)表征技術(shù)，深入探究結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的緣由，由此指導(dǎo)兼具高性能和高經(jīng)濟(jì)效益的正極材料設(shè)計(jì)開發(fā)。據(jù)林聰描述，此項(xiàng)目的順利實(shí)施有望為正極材料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定化研究提供新的思路，對(duì)未來(lái)更高性能鋰離子電池的發(fā)展具有重要的科學(xué)意義。同時(shí)，林聰還不忘對(duì)沸石材料的研究興趣。依托香港理工大學(xué)和大亞灣技術(shù)創(chuàng)新研究院的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，團(tuán)隊(duì)正開展新結(jié)構(gòu)超大孔沸石的合成與催化研究，并探索與大亞灣石化工業(yè)區(qū)的技術(shù)合作，推動(dòng)這些沸石材料在工業(yè)催化中的實(shí)際應(yīng)用。

這些創(chuàng)新成果既是林聰為自己從前的理想畫上的一個(gè)重要逗號(hào)，也是面向未來(lái)的一次創(chuàng)新表達(dá)。他始終堅(jiān)信，雖然通向未來(lái)、夢(mèng)想的道路都很長(zhǎng)，但只要初心不改、不斷奮起，終能將多元、創(chuàng)新的華章書寫在神州大地上。