——记香港理工大学应用生物与化学科技学系助理教授林聪

郑 心  李志岸

　　一个原子变化可以改变物质性能，一个分子结构可以衍生全新材料。时下，从微观调控到宏观世界，分子化学已经全面渗透到社会发展的各个领域，各种新功能材料捷报频传。2025年6月，南京大学化学化工学院特聘研究员黎建、中国石化石油化工科学研究院教授林伟，以及香港理工大学助理教授林聪，共同担任联合通讯作者，在著名期刊《科学》（Science）上发表了题为《利用微晶电子衍射技术加速开发稳定的超大孔纳米沸石》（Accelerated discovery of stable, extra-large-pore nano zeolites with micro-electron diffraction）的学术论文。团队运用微晶电子衍射技术（MicroED）对晶体结构进行快速解析，显著加速了沸石分子筛材料的合成优化进程。这一创新方法引领了超大孔硅铝酸盐沸石分子筛的创制，成功实现了两例新结构沸石分子筛的加速开发，使人们对沸石分子筛材料的认识与应用达到了更深的层次。

　　这是林聪职业生涯中又一个创新时刻。虽然入职香港理工大学应用生物与化学科技学系尚不足两年，但林聪对未来职业道路的规划已经逐渐清晰——带领团队致力于功能材料（尤其是多孔材料、氧化物材料等）开发及其在催化、能源、吸附分离、环境等领域的应用与构效关系研究。他说：“我希望我们能贡献出更多‘创新时刻’，并且将它们应用于现实土壤，在实践中走出新路。”

且持梦笔书奇景

　　源浚者流长，根深者叶茂。林聪对于物质结构的兴趣可以一直追溯到高考之前。在与知识和书籍的对话中，他逐渐感受到，对物质世界的探索始终是推动科学进步和哲学思考的重要动力，尤其是对物质微观结构认知的日益深入，不仅能够揭示自然界奥秘，更重塑自然观，引发人类对宇宙本质和自身地位的哲学反思。所以，他逐渐被微观粒子的量子效应、不确定性原理等特性，以及那些不完全遵循直观线性逻辑的规律所吸引，在追求更加动态、整体自然观的渴望中，进入了重庆大学应用化学系。

　　不过，初入校园的林聪与大多数学生一样，经历过一段“心无所向”的迷茫时期，“当时对未来的规划不够清晰，觉得完成学业就够了”。直到2011年，他真正走入实验室，才顿觉科学的广阔与深奥。“那一年，林建华校长调任重庆大学，因为林校长是化学背景出身，深谙化工学院需求，工作‘直切要害’——他带领几名老师快速组建了一支小而精的科研团队。我在大学三年级时有幸进入了这个科研团队工作学习，协助师兄师姐完成一些简单的材料合成与处理工作。”虽然只是科研工作的初步尝试，但这次经历也成为林聪走上科研道路的基础。

　　彼时，实验室的研究重点是多孔材料。“不过我们研究的不是沸石，而是一种基于铝、硼、氧3种原子的多孔材料。”林聪补充道。对于当时的他而言，是否有成果产出并不重要，重要的是透过X-射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等专业设备，他首次窥见了微观世界的精妙。由此，林聪在完成本科求学之后，怀揣不变的初心，保研留校，继续在分子化学的科研道路上奋力前行。而同时，他的导师也给予了这位追梦的年轻人最大的支持。“因实验室的运营机制，我被林建华校长推荐到北京大学学习，参与相关课题的研究工作。这段时期的知识输入强度极高，周围有许多志同道合的杰出人才，我收获了极大的成长，也遇到了我的另一位导师孙俊良教授。更重要的是，我正式接触了沸石材料。”虽然当时的林聪还未把研究重心放在沸石上，只是旁观了师兄师姐的课题，但一颗好奇的种子已悄然埋下，且日积月累，长出了经络。

　　“孙老师主要的研究方向是结构化学，我从他那里掌握了一些物质结构表征与分析的技能。同时，孙老师是一位求真务实的学者，在他的影响下，我便时常思考：如何将这些技能与实际应用的材料结合起来？”这幅蓝图在他博士毕业之后得以实现。“孙老师推荐我到北京大学深圳研究生院的潘峰老师团队。潘老师是国内外著名的电池材料专家，我因此有机会运用结构化学的知识，探索锂电池材料化学不稳定性的背后成因。”

天工人巧日争新

　　2023年，林聪带着科研理想进入了香港理工大学。依托应用生物与化学科技学系的优质平台，以及与国内外相关实验室、同步辐射光源等的良好合作关系，实验室逐步配备了充足的材料制备、表征和性能测试设备（包括原位平台）。更重要的是，在香港理工大学理学院副院长、香港理工大学化学和环境分析中心实验室主任、大亚湾技术创新研究院副院长容家富教授的指导与帮助下，林聪组建起了一支结构完善、协作紧密，富有创新活力和国际视野的多元化研究队伍。据悉，研究团队目前由1名教授、1名助理教授、4名博士后及7名博士生/硕士生组成，成员间配合融洽，共同为功能材料的未来奉献己力。

　　近年来，团队始终就能源危机和环境污染等重要挑战深入探索，为开发清洁能源，实现“碳达峰”“碳中和”目标和绿色经济转型等重要目标提供可能，逐步将目光投向锂离子电池这一新能源技术。“近年来，以新能源汽车快速增长为代表的巨大需求推动了锂离子电池的发展，但现有技术仍然受到容量和成本因素的限制，制约了锂离子电池更广泛的商业应用。”林聪介绍道。

　　一方面，相比容量更高的负极，现有正极材料的容量非常有限，是性能上的短板。商业上理论容量为274mAh/g的层状过渡金属锂氧化物，包括钴酸锂和镍基三元正极，其实际容量受到材料结构稳定性等因素的限制，难以超过200mAh/g。另一方面，正极在锂离子电池中占据物料成本和重量的最大比重。因此，正极材料的开发是解决目前锂离子电池容量和成本“性价比”矛盾的关键。

　　据此，依托国家自然科学基金青年基金项目，林聪与团队正对上述难点集中攻关。目前，针对阴离子氧化还原不稳定结构化学导致的电化学性能衰减问题，团队从材料根本的结构角度出发，提出基于现有体相和表面结构稳定化策略的多级结构调控，并尝试通过先进的结构表征技术，深入探究结构稳定的缘由，由此指导兼具高性能和高经济效益的正极材料设计开发。据林聪描述，此项目的顺利实施有望为正极材料结构稳定化研究提供新的思路，对未来更高性能锂离子电池的发展具有重要的科学意义。同时，林聪还不忘对沸石材料的研究兴趣。依托香港理工大学和大亚湾技术创新研究院的实验平台，团队正开展新结构超大孔沸石的合成与催化研究，并探索与大亚湾石化工业区的技术合作，推动这些沸石材料在工业催化中的实际应用。