如果你正在使用電腦或者手機(jī)等移動(dòng)電子設(shè)備，請(qǐng)稍微暫停，請(qǐng)緬懷剛剛?cè)ナ赖陌贇q鋰離子電池發(fā)明者——約翰·班尼斯特·古迪納夫（John Bannister Goodenough）教授。
(資料圖)
如果沒(méi)有他，我們的手機(jī)和電腦就沒(méi)有辦法進(jìn)行充電和使用。他參與創(chuàng)造了這個(gè)可充電的世界。
“感謝關(guān)注。老板是美國(guó)（時(shí)間）下午1:46分走的，非常安詳。”中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所研究員、博導(dǎo)辛森對(duì)汽車(chē)商業(yè)評(píng)論稱(chēng)，美國(guó)時(shí)間6月25日下午1時(shí)46分，他的導(dǎo)師古迪納夫教授在距離101歲生日的前一個(gè)月，安詳離世。
辛森習(xí)慣稱(chēng)導(dǎo)師為“老板”。古迪納夫的英文是Goodenough，因其謙遜以及姓氏翻譯，被大家詼諧地稱(chēng)為“足夠好”老爺子。
在去世前1個(gè)月，5月10日，古迪納夫還作為聯(lián)合作者在SCI分區(qū)1區(qū)的頂級(jí)期刊NANO-MICRO small期刊上發(fā)表了關(guān)于固態(tài)鋰金屬電池的論文。
辛森從2015年8月至2019年5月在美國(guó)德克薩斯州大學(xué)奧斯汀分校“足夠好”老爺子那里當(dāng)博士后。
“足夠好”老爺子留給辛森的不僅僅是科學(xué)方法，在他看來(lái)更多的是做人。老爺子幽默樂(lè)天和樸素的性格，讓他覺(jué)得只要在古迪納夫研究組待過(guò)，人生遇到什么事都不叫事兒。
辛森回國(guó)前，“足夠好”老爺子囑咐他回國(guó)后“Do good things”——做對(duì)的事。
辛森說(shuō)，他們這群回國(guó)的同學(xué)，打算在近期為“老板”開(kāi)展一些紀(jì)念活動(dòng)。
這個(gè)喜歡吃中餐廣式點(diǎn)心的“足夠好”先生，世間再?zèng)]有了。
“足夠好”老爺子的童年并不好過(guò)。
1922年7月25日，古迪納夫出生在德國(guó)耶拿（Jena），他是家中四個(gè)孩子中的第二個(gè)小孩。他那位持不可知論觀點(diǎn)的父親厄溫·古迪納夫（Erwin Goodenough）從牛津大學(xué)完成學(xué)業(yè)回到耶魯大學(xué)任副教授，教習(xí)比較宗教學(xué)，還是嬰兒的他也隨家遷居美國(guó)康涅狄格州伍德布里奇。
古迪納夫的童年過(guò)得很孤獨(dú)。他在2008年出版的回憶錄《見(jiàn)證恩典》中稱(chēng)，他和另外三個(gè)手足覺(jué)得跟父母感情疏離，家中只有一條狗和一位女仆對(duì)他友好。
（左：和哥哥Ward；中：1930年左右的古迪納夫；右：和妹妹Hester）
7歲那年，他發(fā)現(xiàn)自己有閱讀障礙。12歲時(shí)，古迪納夫被送往格羅頓寄宿學(xué)校。這是全球最好的50所中學(xué)之一。他用一種思維意識(shí)方法，克服了閱讀障礙：避開(kāi)英文和歷史，學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)和語(yǔ)言。他在這里學(xué)習(xí)了6年拉丁文和希臘文。
18歲時(shí)，古迪納夫進(jìn)入耶魯大學(xué)學(xué)習(xí)，最開(kāi)始他選擇了自己喜歡的古典文學(xué)。在大學(xué)一年級(jí)時(shí)，作為文科生的他，選修了化學(xué)入門(mén)課程。
在一名教授的建議下，他第一次換了專(zhuān)業(yè)，學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)。在他快要完成大學(xué)學(xué)業(yè)的時(shí)候，1943年，古迪納夫作為氣象專(zhuān)家參加“二戰(zhàn)”，在美國(guó)陸軍航空隊(duì)服役。
（二戰(zhàn)期間，古迪納夫在新英格蘭海岸的航行中。圖源：諾貝爾獎(jiǎng)官網(wǎng)）
一天晚上，他在讀數(shù)學(xué)家懷特黑德的《科學(xué)與現(xiàn)代世界》時(shí)，決定如果從戰(zhàn)爭(zhēng)中回來(lái)，就學(xué)習(xí)物理學(xué)。
天隨人愿。1946年，古迪納夫獲得美國(guó)政府資助軍人學(xué)習(xí)深造的資格，進(jìn)入芝加哥大學(xué)，師從克拉倫斯·齊納（Clarence Zener，齊納二極管發(fā)明者）、愛(ài)德華·泰勒（Edward Teller，核物理學(xué)家、氫彈之父）和恩利克·費(fèi)米（Enrico Fermi，1938年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者）學(xué)習(xí)物理。這位已經(jīng)24歲的二戰(zhàn)老兵看起來(lái)早已過(guò)了要學(xué)趁早的年紀(jì)，但這不妨礙他在1952年獲得了博士學(xué)位。
同年，他加入麻省理工學(xué)院（M.I.T.）林肯實(shí)驗(yàn)室，成為跨學(xué)科研究團(tuán)隊(duì)的一員，為數(shù)字計(jì)算機(jī)開(kāi)發(fā)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）的底層架構(gòu)，并為美國(guó)第一個(gè)空中防御體系作規(guī)劃。
1976年，聯(lián)邦基金停止了對(duì)他所在項(xiàng)目的資金支持。古迪納夫考慮轉(zhuǎn)換軌道。他在50多歲開(kāi)始轉(zhuǎn)向電化學(xué)的研究，開(kāi)啟了他后來(lái)畢生致力的鋰離子電池研究征程。
就在古迪納夫結(jié)束在林肯實(shí)驗(yàn)室工作的1976年，他跳槽了，接受了英國(guó)牛津大學(xué)實(shí)驗(yàn)室無(wú)機(jī)化學(xué)教授和領(lǐng)導(dǎo)的職位。
從“新大陸”到“舊大陸”，古迪納夫謙虛地稱(chēng)自己“開(kāi)始學(xué)習(xí)電化學(xué)”，開(kāi)始研究可充鋰離子電池。
（古迪納夫和妻子。圖源：諾貝爾官網(wǎng)）
20世紀(jì)70年代，美國(guó)爆發(fā)石油危機(jī)，政府意識(shí)到對(duì)石油進(jìn)口的過(guò)度依賴(lài)性，開(kāi)始大力發(fā)展太陽(yáng)能和風(fēng)能。
但由于太陽(yáng)能和風(fēng)能的間歇性特點(diǎn)，最終還是需要可充電電池來(lái)儲(chǔ)存這些可再生的清潔能源。
1972年，石油巨頭埃克森美孚招募了一批研究人員應(yīng)對(duì)該危機(jī)，斯坦利·惠廷厄姆（M. Stanley Whittingham）就是其中之一。
出生在英國(guó)、畢業(yè)于牛津大學(xué)的美國(guó)科學(xué)家惠廷厄姆在紐約起草了鋰電池的初始設(shè)計(jì)方案，采用硫化鈦?zhàn)鳛檎龢O材料，金屬鋰作為負(fù)極材料，制成了首個(gè)新型鋰電池。
鋰電池并不是新鮮事物。
早在1912年，美國(guó)物理化學(xué)家、美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校前化學(xué)院院長(zhǎng)吉爾伯特·牛頓·路易士（Gilbert N. Lewis）提出并研究鋰金屬電池。但由于鋰屬于化學(xué)性質(zhì)非常活潑的金屬，鋰金屬的加工、保存和使用對(duì)環(huán)境要求非常高，因此鋰電池長(zhǎng)期沒(méi)有得到應(yīng)用。
1972年，米歇爾·阿曼德（M. Armand）等提出的“搖椅式”電池（rocking chair battery），涉及鋰離子電池的基本概念。
鋰離子電池由鋰電池發(fā)展而來(lái)。
鋰離子電池是一種二次電池（可充電電池），主要由正極、負(fù)極、電解液、隔膜、外電路等部分組成。
鋰離子電池主要依靠鋰離子在正極和負(fù)極之間移動(dòng)來(lái)工作。在充電過(guò)程中，鋰離子從正極材料中脫出，經(jīng)過(guò)電解液傳輸至負(fù)極，電子由負(fù)極經(jīng)外電路轉(zhuǎn)移至正極；而在放電過(guò)程中，鋰離子和電子的運(yùn)動(dòng)方向則與充電過(guò)程相反。
正負(fù)極材料的研發(fā)，是鋰離子電池發(fā)展的關(guān)鍵所在。包括古迪納夫在內(nèi)的五位科學(xué)家為正負(fù)極材料的研究作了開(kāi)創(chuàng)性的貢獻(xiàn)。
目前商用的鋰電池正極材料幾乎全由古迪納夫率先提出、研究發(fā)明，包括鈷酸鋰（1957年）以及磷酸鐵鋰（1997年）。他在鋰離子電池領(lǐng)域是名副其實(shí)的“鋰離子電池之父”。
磷酸鐵鋰是目前安全度較高、商業(yè)化成本較低的鋰離子電池正極材料，不含任何對(duì)人體有害的重金屬元素。
潛心研究鋰離子電池幾十載，淡泊名利甚至樂(lè)意分享專(zhuān)利的“足夠好”老爺子，被諾獎(jiǎng)“砸中”。
北京時(shí)間2019年10月9日下午5點(diǎn)50分左右，瑞典皇家科學(xué)院宣布將該年度的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予古迪納夫和前述的斯坦利·惠廷厄姆，還有日本的吉野彰（Akira Yoshino），以表彰他們?cè)阡囯姵仡I(lǐng)域的貢獻(xiàn)。
評(píng)委會(huì)給他的獲獎(jiǎng)評(píng)語(yǔ)是：研究使鋰電池的使用方式更加穩(wěn)定，從而開(kāi)啟了電子設(shè)備便攜化進(jìn)程，為打造一個(gè)無(wú)線互聯(lián)的社會(huì)奠定基礎(chǔ)。
諾貝爾獎(jiǎng)官網(wǎng)的文章將三人形容為“他們創(chuàng)造了一個(gè)可充電的世界”。三位科學(xué)家將共享900萬(wàn)瑞典克朗（約合人民幣650萬(wàn)元）的獎(jiǎng)金。
古迪納夫獲得諾獎(jiǎng)時(shí)，已經(jīng)97歲了 ，超過(guò)2018 年獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)時(shí)96歲的阿瑟·阿什金，創(chuàng)了諾獎(jiǎng)獲得者的年齡記錄。
包括辛森在內(nèi)的所有學(xué)生都覺(jué)得導(dǎo)師早就該獲獎(jiǎng)了，尤其是諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，這才和導(dǎo)師的專(zhuān)業(yè)“門(mén)當(dāng)戶(hù)對(duì)”。最終導(dǎo)師摘得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)，大家覺(jué)得都很開(kāi)心。
獲獎(jiǎng)時(shí)，古迪納夫開(kāi)心的同時(shí)亦擔(dān)心，鋰資源的重要性不亞于石油等戰(zhàn)略性資源，一旦鋰資源開(kāi)采出現(xiàn)瓶頸，可能會(huì)跟石油一樣成為戰(zhàn)爭(zhēng)的導(dǎo)火索。
他也認(rèn)為，鋰電池的能量密度和安全性還“不夠好”。所以，他又開(kāi)始研究固態(tài)電池和鈉離子電池。
2017年3月，古迪納夫科研組發(fā)表論文稱(chēng)，他們發(fā)明了一種同時(shí)具有鋰離子和鈉離子導(dǎo)電性，室溫下離子電導(dǎo)率>10-2 S/cm的玻璃態(tài)（非晶態(tài)）氧化物固態(tài)電解質(zhì)。用這種固態(tài)電解質(zhì)制備的全固態(tài)電池有超過(guò)1000次的循環(huán)壽命。
如今，鈉離子電池已經(jīng)開(kāi)始量產(chǎn)裝車(chē)，已成為下一代技術(shù)方向的固態(tài)電池也開(kāi)始準(zhǔn)備裝車(chē)。
古迪納夫1951年和艾琳·威斯曼（Irene Wiseman）結(jié)婚，二人無(wú)子女。威斯曼于2016年去世。威斯曼去世前患有阿爾茨海默病，古迪納夫每天去醫(yī)院給妻子送飯。
由于牛津大學(xué)有65歲退休制，古迪納夫64歲從牛津大學(xué)跳槽，此后一直在德克薩斯州大學(xué)奧斯汀分校任機(jī)械工程和材料科學(xué)教授。
（古迪納夫在奧斯汀的實(shí)驗(yàn)室）
古迪納夫留下了8本書(shū)，800多篇科學(xué)論文。他一生獲獎(jiǎng)無(wú)數(shù)，包括日本國(guó)際獎(jiǎng)（Japan Prize）、費(fèi)米獎(jiǎng)（美國(guó)原子能機(jī)構(gòu)所設(shè)）、查爾斯·斯塔克·德拉普爾獎(jiǎng)（美國(guó)國(guó)家工程院頒發(fā)）、韋爾奇化學(xué)獎(jiǎng)、本杰明·富蘭克林獎(jiǎng)?wù)碌龋?011年獲當(dāng)時(shí)總統(tǒng)奧巴馬頒發(fā)美國(guó)國(guó)家科學(xué)獎(jiǎng)。
古迪納夫曾說(shuō)：“做一只爬得最久的烏龜，保持學(xué)習(xí)保持好奇，即使慢一點(diǎn)，遇到一點(diǎn)困難，只要最后能到達(dá)終點(diǎn)，又有什么關(guān)系呢。畢竟人生沒(méi)有白走的路，每一步都算數(shù)。如果你不對(duì)生活失望，生活也不會(huì)讓你失望。”
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