三位科学家如何为化学开辟新路

本文聚焦两位前沿化学研究者的工作，面向大众通俗解读其科学价值与现实意义。中国宁波东方理工高等研究院无机化学家李晓娜致力于提升固态电池中固体电解质的离子导电性。相比传统锂离子电池，固态电池更轻、储能更高、且因采用不可燃固体电解质而更安全；但其瓶颈在于离子在固体中迁移缓慢。李晓娜团队另辟蹊径，放弃传统高温固相法（难放大），在加拿大西安大略大学博后期间首创水溶液法合成氯化锂铟——一种高导电卤化物电解质，成本低、能耗少、适合大规模生产。回国后，她进一步提出“局部可溶-释离子”新思路：设计特定卤化物体系，使电池部分结构在充放电时短暂溶解并释放离子，形成类玻璃态固体，既保持结构稳定性，又让离子自由移动。团队通过计算筛选出73种适用卤化物材料，证实该策略具有普适性。另一方面，印度班加罗尔科学研究所化学工程师阿南特·戈文德·拉詹专注纳米材料应用。他早年就着迷于系统微观组分如何决定整体性能。其团队曾用纳米催化剂（如镍羟基氧化物）优化水电解制氢效率；回国建组后转向水处理领域，发现将氧化石墨烯（单层碳原子加氧官能团）编织进滤膜，可增强其化学反应活性和水中分散性，从而同时提升过滤速度与膜的抗污染耐久性。他还引入人工智能，将复杂纳米孔道结构转化为计算机可读的文本编码（机器可学习语言），大幅加速高性能滤膜的设计与筛选——因为纳米孔的形状、排列组合近乎无穷，人工试错效率极低，AI成为关键突破口。