——记重庆大学化工学院教授范兴
　　
本刊记者  王 辉

　　
　　
　　电化学是一门与人们日常生产生活息息相关的学科。人们不仅可以通过电化学反应过程来获取能源，还可将这一过程应用于新型功能材料的研究。电化学专业出身的范兴长期以来在该领域勤劳耕耘，围绕提高电反应过程效率、开发新型功能材料等方面不断创新。
　　没有付出，就没有收获。正是因为多年来在电化学领域辛勤的付出，才让范兴取得了令学界和媒体瞩目的成绩。
　　
结缘电化学，开展奇思妙想
　　
　　与电化学的结缘可以追溯到范兴上中学的时候。那时，数理化成绩均出色的他对化学极其热爱，尤其是他的中学化学老师对他十分支持，在高考填报志愿时给了他很多建议。于是在考上重庆大学后，范兴便顺理成章地进入应用化学专业学习。
　　电化学是应用化学的一个分支方向，主要研究内容便是如何用电化学的转化过程获取能源，以及如何将其应用于新型功能材料方面。在重庆大学学习了4年电化学理论基础知识后，范兴于2000年考上了北京大学，从事高分子材料方向的学习。在此期间，却意外地在电化学与高分子纤维材料方向之间碰撞出了思想的火花。
　　在北京大学跟随导师邹德春教授攻读博士学位期间，范兴从事的第一个创新研究是柔性纤维结构电池的发明。2005年，范兴在因循传统平板叠层结构光伏功能材料及器件研究了一段时间后，突然产生了一个新的想法。他说：“传统的平板叠层结构光伏电池都是像玻璃窗一样的结构，难以折叠弯曲，在应用方面存在着很大限制。而我想探索、研发一种柔性的、像纱窗结构一样的可折叠纤维功能器件，使其在日常的生产生活中应用更加广泛。”
　　想到即要做到。接下来的日子里，范兴便全神贯注地投入到了这项在当时来说比较独特的研究中。因为在当时，无论是国内还是国外的相关学术报刊上，都没有报道过类似的研究。然而幸运的是，2008年，范兴发表了初步的研究成果，并引起了美国化学会等权威学术结构的关注，专门在其一个名叫“Noteworthy Chemistry”的学术专栏中对他的研究成果进行了报道。范兴也凭借新型电池方面的研究成果在毕业之际获评北京大学优秀博士论文。
　　看到自己的科研成果引起国内国际学界的注意，范兴感到无比地兴奋和开心。但与此同时，他也面临着毕业后的抉择。在别人眼里，出国开展博士后工作是一种热潮，但范兴却更倾向于留在国内。“因为重庆是我的故乡，而重庆大学是我的母校，我愿意回到母校，扎根在那里继续我所热爱的电化学领域研究。”
　　
发明新材料，创新智能穿戴
　　
　　电化学不仅可以应用在新型功能材料研发方面，在很多奠定国民经济基础的重工业冶金行业中，也有着重要贡献。2009年回到重庆大学后，范兴紧接着开展了他在提高化工行业电反应效率方面的研究。
　　在传统的电反应过程中，由于电极板局部电场线密集、微扰强烈等影响，普遍存在着电反应过程远远偏离热力学平衡状态的现象，对化工行业的能耗、产品质量造成了不利影响。然而，现有工艺研究对这一现象却没有广泛重视。范兴在重庆大学期间，通过走访专家、学习新理论，从非线性动力学理论源头创新，开发电反应过程强化新技术。受之前工作的启发，他首先引入高界面曲率纤维微电极，减少电反应中湍流等因素的干扰，系统考察非线性动力学机制；其次，他基于非线性动力学机制对电反应过程影响的深刻理解，建立起一套电反应过程强化集成技术，可显著提高电化工行业的产品效益、降低过程能耗。他的成果在重庆许多大型资源矿厂企业得到应用，并推广到攀钢集团以及广西中信大锰公司等。范兴也因此荣获2014年重庆市科技进步奖一等奖。
　　同时，正是基于“非线性电反应过程强化”对曲面自组装结构的调控，范兴所在团队也开发出了系列高性能的纤维功能新材料。在拓展材料新应用的思考中，他也萌发了想要出国去看一看，了解国外最新材料技术进展的想法。于是在2014～2015年期间，范兴来到了美国佐治亚理工学院，在材料工程方面的世界顶尖研究团队——王中林教授课题组进行了为期一年的学习访问。期间，通过跟随王中林教授学习纳米发电技术，范兴又产生了一个新的想法：过去，他发明的柔性纤维光伏电池曾引起人们的关注；如今，他想要在这一研究基础上进一步同纳米发电技术结合起来，形成可穿戴发电织物。
　　“传统的光伏电池在阴天或室内无法正常发电，而我在美国学到的纳米发电技术正好可以弥补这一短板，如果将光能与机械能结合起来，并且以一种柔性的可穿戴织物材料的形式呈现，这样一来，无论是在下雨还是晴天，人们穿戴上这样的织物都可以随时随身发电。”
　　这一空前的设想令范兴兴奋不已。在美国访问结束后，范兴马不停蹄地回到国内，全力开展该方面的研究。他在之前纤维微电极技术研究的基础上，开发了新型的飞梭编织技术，研发出一种可同时采集两种形式能量的能源织物。其后，他还将光伏织物与纤维储能元件编织在一起，形成可裁剪的采储一体化织物。
　　2016年，范兴和其团队围绕“智能织物”所取得的系列成果得到了雅虎、新浪、搜狐等多家媒体报道。不仅如此，Nature还在“Research Highlights”专栏对此进行了评述。美国化学会、美国科学促进会、华盛顿邮报及彭博社等多家单位和媒体也对这项技术成果进行了专门报道。这种智能织物有三大优点：一是结合了太阳能和机械能两种形式来发电；二是具备持续的供电能力；三是既可以剪裁又可以随身穿戴。这一成果使得范兴及其所在的重庆大学研究团队在国内外声名大振。
　　谈及智能可穿戴能源织物未来的发展用途，范兴笃定地说：“智能可穿戴能源织物的用途太多了，小到手机、智能手表等人们日常生活中的常用电器，大到国防军工、航空航天的精密设备，智能可穿戴能源织物未来的发展空间可谓无限。”
　　辛勤付出，遇困难百折不挠
　　多年来在电化学领域里辛勤劳作、付出，虽说取得了一些成绩，但回忆起在科研中曾遇到的困难，范兴仍记忆犹新。在回到重庆大学之初，范兴从普通讲师做起，面对资金和人力上的缺乏，抱着一种百折不挠的心理，在教学之余努力从各方面争取支持，并亲自动手设计加工装置，动手改造二手设备等，逐步搭建起实验平台。天道酬勤，他很快得到了国家自然科学基金青年项目支持。如今，已承担过国家自然科学基金面上项目、国家“973”项目子课题及教育部新世纪优秀人才项目等的范兴接下来还会在电化学的领域里继续前行。
　　除科研外，在日常教学中范兴也颇获心得。在他看来，学生能给他带来巨大的惊喜。因此，在培养学生方面，他会非常有耐心地培养他们的能力，挖掘他们的潜力，期待着有一天他们能够在科研中取得突破的创新成绩。另外，尽管教学占据了他很多的时间，但在范兴看来，教学不仅可以对科研起到促进作用，更令他在课堂上与学生们的互动中感到放松。
　　范兴是一位意气风发的年轻导师。虽然已经从事科研多年，但或许因为平日里经常与学生们待在一起，他看上去还像一个“学生”。范兴明白，科研这条道路是永无止境的。尽管前方还有很多未知的困难，但既然“选择了远方，便只顾风雨兼程”。未来，范兴会继续在电化学的领域里徜徉下去，感知更多绮丽的风景。