國(guó)慶與中秋相逢的悠長(zhǎng)假期里，當(dāng)多數(shù)人沉浸于休閑時(shí)光時(shí)，有這樣一群人，他們的假日與忙碌緊密相連。對(duì)他們而言，放假并非意味著休息，而是持續(xù)在科研道路上攀登與深耕。文匯報(bào)推出的“深耕一線(xiàn)譜新篇”系列報(bào)道，便將鏡頭對(duì)準(zhǔn)了滬上高校中那些奮戰(zhàn)在科研一線(xiàn)的青年科學(xué)家，記錄下他們與眾不同的假日生活。

上海交通大學(xué)機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院的錢(qián)小石教授，便是其中一位。在這個(gè)超長(zhǎng)假期里，他和團(tuán)隊(duì)成員們?nèi)缤Ｖ苣┮话悖瑘?jiān)守在學(xué)校實(shí)驗(yàn)室。錢(qián)小石團(tuán)隊(duì)致力于利用電卡效應(yīng)制冷，在基礎(chǔ)原理與材料制備方面取得了重大突破，也因此榮獲2024年全國(guó)顛覆性技術(shù)創(chuàng)新大賽卓越獎(jiǎng)。這項(xiàng)成果有望給人們?nèi)粘５闹评淠Ｊ綆?lái)顛覆性變革。

錢(qián)小石堪稱(chēng)“非典型”科學(xué)家。2018年入職上海交大時(shí)，他沒(méi)有耀眼的論文成果傍身，僅有產(chǎn)業(yè)界的創(chuàng)業(yè)經(jīng)歷。入職后的前三年，他未發(fā)表一篇研究論文。直到第四年，研究取得突破性進(jìn)展，成果直接登上國(guó)際頂級(jí)期刊《自然》，此后又在《自然》《科學(xué)》等頂刊陸續(xù)發(fā)表5篇論文。

“對(duì)我來(lái)說(shuō)，論文發(fā)表并非關(guān)鍵，重要的是成果能真正影響產(chǎn)業(yè)，培養(yǎng)的學(xué)生也能具備跨界能力，既能開(kāi)展跨學(xué)科研究，又能創(chuàng)業(yè)開(kāi)公司。”錢(qián)小石這樣說(shuō)道。

在錢(qián)小石的辦公桌上，擺放著一張暗色薄薄的“塑料紙片”，這是一種利用電卡效應(yīng)實(shí)現(xiàn)制冷的薄膜設(shè)備。這種設(shè)備大小靈活，小可集成在芯片上，大能裝備在墻壁、窗戶(hù)玻璃夾層中實(shí)現(xiàn)制冷。相同制冷功率下，其重量?jī)H為傳統(tǒng)空調(diào)的八十分之一，且無(wú)需壓縮機(jī)。其神奇之處在于利用凝聚態(tài)物理學(xué)領(lǐng)域的電卡效應(yīng)制備材料，即固體材料通電后壓縮相變吸收熱量實(shí)現(xiàn)制冷。

制冷技術(shù)是人類(lèi)歷史上的重大發(fā)明之一，但傳統(tǒng)制冷依賴(lài)氟利昂氣液相變帶來(lái)的吸熱放熱效應(yīng)。數(shù)據(jù)顯示，全球約10%的電力用于制冷，間接產(chǎn)生近一千兆噸二氧化碳。2019年，建筑供暖的二氧化碳排放量達(dá)4.3千兆噸。歐洲已明確，2035年將禁止PFAS（氟材料，氟利昂是其中一種）的生產(chǎn)使用。氟利昂制冷所需的壓縮機(jī)需要高壓容器，難以實(shí)現(xiàn)小型化。

“電卡效應(yīng)剛被發(fā)現(xiàn)時(shí)，學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界都十分興奮，但要讓這一科研發(fā)現(xiàn)真正在產(chǎn)業(yè)界落地，面臨諸多問(wèn)題。”錢(qián)小石于2010年成為章啟明博士的學(xué)生，此后一直跟隨導(dǎo)師，致力于解決電卡效應(yīng)在現(xiàn)實(shí)使用中遇到的問(wèn)題。這段經(jīng)歷讓他對(duì)科研有了獨(dú)特認(rèn)識(shí)：“每當(dāng)研究取得階段性進(jìn)展，導(dǎo)師很少與我們討論論文投往何處，而是琢磨如何開(kāi)展下一步攻關(guān)，推進(jìn)后端應(yīng)用。”

受導(dǎo)師影響，博士畢業(yè)后錢(qián)小石沒(méi)有申請(qǐng)大學(xué)教職，而是在導(dǎo)師支持下，圍繞自己的博士課題加入了一家創(chuàng)業(yè)公司。“大約2016年，我們?cè)陔娍ú牧虾椭评湎到y(tǒng)產(chǎn)業(yè)化方面做了不少前沿工作。雖未發(fā)表一篇論文，但在專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域內(nèi)，我們的研究比歐美學(xué)術(shù)界領(lǐng)先了五六年，學(xué)術(shù)界直到2023年才達(dá)到我們當(dāng)時(shí)的水平。”

從產(chǎn)業(yè)界回到學(xué)術(shù)圈時(shí)，錢(qián)小石的學(xué)術(shù)簡(jiǎn)歷并不突出，也達(dá)不到許多高校的招聘要求。他坦言：“雖然我不在意是否發(fā)論文，但帶著‘光環(huán)’回國(guó)，與當(dāng)時(shí)的狀態(tài)相比，差別很大。幸運(yùn)的是，上海交大給了我足夠的發(fā)展空間。”

2018年，錢(qián)小石入職上海交通大學(xué)機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院長(zhǎng)聘教軌副教授，學(xué)校為他匹配了400萬(wàn)元科研啟動(dòng)經(jīng)費(fèi)，“與美國(guó)一些名校差不多，我也做好了非升即走的準(zhǔn)備”。

此后，他全身心投入到完善電卡效應(yīng)落地的研究中。經(jīng)過(guò)三年“沉默”，2021年研究取得突破，將電卡制冷循環(huán)壽命從百余次提升至超過(guò)百萬(wàn)次，論文很快發(fā)表在《自然》上，這也是他回國(guó)后主導(dǎo)發(fā)表的第一篇研究論文。

“發(fā)表論文固然重要，但不應(yīng)是首要追求目標(biāo)。我精力有限，在針對(duì)領(lǐng)域內(nèi)一兩個(gè)重大難點(diǎn)開(kāi)展工作外，可能沒(méi)時(shí)間寫(xiě)很多論文。即便達(dá)不到學(xué)校要求、面臨非升即走，我也可以再離職創(chuàng)業(yè)。”錢(qián)小石坦言，產(chǎn)業(yè)界的經(jīng)歷讓他明白，人生有多種選擇。不過(guò)，在推動(dòng)電卡效應(yīng)實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，他堅(jiān)信有大量基礎(chǔ)研究必不可少，如圍繞良率、材料壽命等工程要素開(kāi)展的基礎(chǔ)研究，這些規(guī)律的發(fā)現(xiàn)往往需要3 - 5年的積累。

在解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程中，錢(qián)小石團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了一些有趣的物理、化學(xué)效應(yīng)，隨后連續(xù)在《自然》《科學(xué)》雜志上發(fā)表了幾篇論文。“當(dāng)我們專(zhuān)注于解決工程問(wèn)題，探尋背后的科學(xué)規(guī)律時(shí)，哪怕只是管中窺豹，總結(jié)規(guī)律寫(xiě)成的論文也是水到渠成的結(jié)果。”

錢(qián)小石的成果在各個(gè)領(lǐng)域都有科研應(yīng)用前景，離產(chǎn)業(yè)化僅一步之遙，但他目前并無(wú)親自推動(dòng)成果轉(zhuǎn)化的打算。“我是大學(xué)教師，相對(duì)于科研，培養(yǎng)人才是我最重要的工作，我要花大量時(shí)間投入教學(xué)、指導(dǎo)學(xué)生。”他更希望培養(yǎng)出真正有能力跨界的學(xué)生。

在錢(qián)小石看來(lái)，不論是產(chǎn)業(yè)界還是學(xué)術(shù)界，真正的創(chuàng)新很大程度上需要“跨界”。他在研究電卡效應(yīng)時(shí)，不僅要解決物理問(wèn)題，還要解決化學(xué)、材料、工程問(wèn)題，還要與潛在投資人交流。“現(xiàn)實(shí)中，沒(méi)有哪個(gè)問(wèn)題只對(duì)應(yīng)某個(gè)學(xué)科，新型技術(shù)研發(fā)沒(méi)有前人成果可借鑒，必須逼自己跨界創(chuàng)新。希望我培養(yǎng)的學(xué)生能打破學(xué)科邊界束縛，在各個(gè)行業(yè)摸爬滾打，干得了科研，開(kāi)得了公司。”

錢(qián)小石認(rèn)為，培養(yǎng)跨界創(chuàng)新能力是國(guó)家未來(lái)發(fā)展之亟需。“現(xiàn)在我們要解決的‘卡脖子’問(wèn)題雖難，但因知道有人做出來(lái)過(guò)，所以‘心里有底’。當(dāng)有一天，無(wú)人能對(duì)我們‘卡脖子’時(shí)，我們是否知道自己該往哪里走？這將對(duì)人的眼界、勇氣、堅(jiān)韌、耐心帶來(lái)很大考驗(yàn)，這也許是下一代人會(huì)面臨的局面。”因此，他常對(duì)學(xué)生說(shuō)：“科研工作者是和老天爺較勁的人。老天爺把很多科學(xué)規(guī)律藏了起來(lái)，而我們要找到這些科學(xué)規(guī)律、找到未來(lái)發(fā)展方向。”