大曼彻斯特地区是世界级的商业目的地,也是除伦敦之外吸引外国直接投资最成功的大城市,涉及多个行业。
为了了解该城市地区领先创新者、独特职业和领先品牌一天的工作生活,我们采访了他们所在领域的专家。
我们采访了曼彻斯特大学先进材料团队的英国皇家学会研究员Qian Yang博士。
曼彻斯特大学的先进材料团队致力于通过开发面向未来的新材料和现有材料来解决一些世界上最关键的问题。作为革命性的一原子厚材料石墨烯的诞生地,曼彻斯特大学的研究人员通过其国家石墨烯研究所和石墨烯工程创新中心,引领着这一领域的工作。
一觉醒来,我就开始为新的一天做准备……
我知道现在可能会下雨,但我还是每天早上第一件事就是查看天气预报!也许这是因为天气预报与我的工作有关–这一点我们会详细讨论。然后我就去健身房,主要是在跑步机上,听我最喜欢的 Youtubers Sabine 或 Veritasium 的节目–他们的科学话题让我在跑步时兴趣盎然。
我会尽可能早地去办公室。我的大脑在上午工作得更好,所以我会把这段时间留给更难、更有挑战性的工作–比如我在写一篇论文。下午的时间通常是与同事讨论和与团队开会。
我的工作地址….
大部分时间,我都在物理和天文学系位于不伦瑞克街附近的舒斯特大楼的实验室和办公室工作,研究石墨烯和其他二维材料。对于我目前的一些项目,我还在国家石墨烯研究所的无尘室工作,那里是我们制造设备的地方。
有时,一个器件的制作可能需要数周时间,制作完成后不久,你就得小心翼翼地把它们送到舒斯特大楼,然后开始祈祷它们能正常工作!
我负责…
有几样东西会让人联想到曼彻斯特–其中之一可能是石墨烯,但另一样肯定是雨!
我的工作涉及这两方面。我们专注于一个项目,该项目试图利用石墨烯制成的纳米毛细管从水中获取能量,例如雨滴中的水。我们通过将范德华材料组装在一起来制造纳米毛细管。这些纳米毛细管是曼彻斯特的发明,最早是由诺贝尔奖得主安德烈-盖姆教授(Sir Andre Geim)在近十年前发明的,他因与康斯坦丁-诺沃肖洛夫教授(Sir Konstantin ‘Kostya’ Novoselov)一起分离出石墨烯而闻名。我们仍然是曼彻斯特纳米毛细管研究的领军人物,并围绕它建立了许多国际合作,因此这是一个令人兴奋的项目,还有更多值得探索的地方。
在这里,我们谈论的不是像水电站那样来自水的动能,我们谈论的是储存在水中尚未开发的渗透能,或者说是来自水和石墨烯之间相互作用的能量。如果我们能利用这种能量,就能开发出一种全新形式的可再生能源,从而彻底改变可持续生活。
典型的一天是这样的
我和团队成员经常使用国家石墨烯研究院的无尘室,我们项目的几乎所有设备都是在这里制造的。
这是一个让人身临其境的空间,你可以在那里轻松地度过一整天,甚至不会注意到现在是什么时间!我们经常要处理比头发直径还要小一千倍的材料,因此必须要有合适的设施来观察和操作它们。
我们需要用镊子和显微镜对材料进行非常精确的操作,利用原子力显微镜等设备和各种光刻工具,将石墨烯和其他二维材料加工成所需的形状。由于我们测量的是超低电噪声的样品,因此样品周围的环境非常重要,即使是空气中的微小干扰也可能引起噪声。因此,我们在一个被称为法拉第笼的隔离金属箱中进行所有测量,确保样品周围环境不会产生静电影响,甚至连人都不会影响。
Qian Yang博士在她的实验室
我一天中最美好的时光是…
这很简单–我每天午饭后都会在美丽的大学绿地和附近的绿地散步,比如布伦瑞克公园(Brunswick Park)。欣赏色彩的变化,然后去咖啡馆喝杯咖啡,非常惬意。我也许应该谈论研究,但散步是我一天中最喜欢的时光!
您遇到过什么挑战吗?
When I don’t know how to solve something, it’s no problem, because there’s a community here to support me.
曼彻斯特吸引我的部分原因是我们的石墨烯社区。我们有国家石墨烯研究所,有石墨烯工程创新中心,更不用说还有两位诺贝尔奖获得者!在最初发现石墨烯的二十年后,我们已经发展成为一个庞大的石墨烯小组,横跨物理、化学、化学工程、材料等领域–大概有数百人在从事石墨烯相关课题的研究–因此我们可以与很多拥有不同专业知识的人合作。
如果你独自研究一个问题很长时间,你可能会很难找出问题所在,但当你与周围的人交流时,有时甚至他们的一句话就能激发出解决方案。这非常鼓舞人心。
想进入你们行业的人需要知道什么?
学生最宝贵的能力就是快速学习的能力。
你不需要对我们目前的工作有大量的了解,因为三年前我也不需要,但你需要能够快速吸收这些知识。这是一个研究项目,所以大部分时间我们都在发现事物,并迅速找出该怎么做。很多时候,我们使用的是全新的方法,没有人是这方面的专家,所以你需要能够从头开始快速学习。如果你能证明自己能够快速学习并独立解决问题,这将对你大有帮助。
此外,还必须与周围的人合作,发展跨学科的专业知识,这可能会带来意想不到的结果。最后一点–你需要一双无比稳定的手!
你们如何与大曼彻斯特地区更广泛的先进材料生态系统合作?
我们经常与先进材料领域的同事合作,这是至关重要的,我们依靠彼此来推动研究的前沿发展。曼彻斯特的人员、文化和资源使这里成为研究石墨烯及其他二维和先进材料的理想之地。
我们还有很多国际合作。我们需要先进的显微镜和光谱学等特色方法,有时还需要理论框架。合作者提供的这些设施资源和专业知识可以极大地帮助我们满足实验要求。我们还与其他大学的研究人员开展合作项目,共享我们的能力领域。其中很多是与欧洲的机构合作;我们目前正在法国、西班牙和德国开展合作。
众所周知,大曼彻斯特地区是英国最宜居的城市之一,您是如何充分利用它的?
对我来说,只要到曼彻斯特周围的城镇和乡村走走,就会发现一些美丽的公园和乡村地区。我不太喜欢购物中心,但我喜欢探索大曼彻斯特的绿色空间。它们充满生机–让人非常放松,我喜欢看看英国的这些地区。
了解更多关于我当前研究项目的信息,请访问 https://www.manchester.ac.uk/discover/news/harnessing-energy-stored-in-water-from-raindrops/。
有关我更广泛研究的更多信息,请访问 https://research.manchester.ac.uk/en/persons/qian.yang。
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