科研的關(guān)于戰(zhàn)場是實驗室，實驗室硬件就是科研所有開始的前提和基礎(chǔ)，裝備出的硬件齊全，“打起仗”來肯定也是系鐵想聽心聲自信滿滿，當(dāng)別人在抱怨實驗室的不鐵條件太差時，你就可以挺直腰板來一句“老弟，材料來我們學(xué)校吧！關(guān)于”
對于學(xué)校來說實驗室硬件水平關(guān)系著學(xué)校的科研教學(xué)水平和人才培養(yǎng)，對于個人來說也影響著自身的硬件科研能力和發(fā)文質(zhì)量。當(dāng)然現(xiàn)在大部分的系鐵想聽心聲實驗室都達不到高標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)備也不是不鐵百分百配備齊全，遇到這種情況那就只能說沒有條件盡力創(chuàng)造條件了，材料這就注定著我們要跑斷雙腿，關(guān)于要忍受長期的科研等待，要焦慮發(fā)文周期，硬件時間會變得異常緊張。而對于化工的同學(xué)來說，實驗室建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)也關(guān)系著身體健康，生命安危，近年來高校實驗室事故時有發(fā)生，這也充分說明硬件建設(shè)至關(guān)重要，減少不必要的傷亡，減少不必要的經(jīng)濟支出。對于學(xué)生來說，在一切順利運轉(zhuǎn)的前提下硬件的檔次不僅影響著科研水平，也會完全影響著學(xué)生的發(fā)文質(zhì)量，發(fā)文數(shù)量，最后關(guān)系著能否畢業(yè)，關(guān)系著學(xué)校的畢業(yè)狀況，真的是連鎖反應(yīng)，必須從基礎(chǔ)抓起。
進實驗室之前大家都盼望著實驗室無比的“高大上”，實驗設(shè)備齊全，可以足不出戶就搞定各種測試。當(dāng)進了實驗室才發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)實與理想總是有辣么大的差距，你的心情是不是開始晴轉(zhuǎn)多云了？你是不是想說“本來以為是個王者的，結(jié)果~~~”
關(guān)于那年那些實驗室，說起來真的都是淚（當(dāng)然沒有小編說的那么夸張），科研就是讓你痛并快樂著，問題是就算痛并快樂著你也愿意呀！下面我們采訪了幾個材料領(lǐng)域的科研人員，聽他們談一談關(guān)于實驗室硬件條件和科研的關(guān)系，具體情況如下：
1.碩士研究生，北京某重點大學(xué)，研究背景：鋰電負極材料，鋰硫電池方向
工欲善其事，必先利其器：好的實驗條件和設(shè)備是科研利器，比如就說最簡單的復(fù)合材料設(shè)計，如果沒有相應(yīng)的設(shè)備設(shè)計復(fù)合路線就非常單一，也沒有什么多相轉(zhuǎn)變的復(fù)合優(yōu)勢；如果靠簡單的混合，一個是變量太多不好控制，難以得到好的重復(fù)性，另外沒有辦法得到想要的條件實現(xiàn)材料鍵合作用。從檢測手段來說就更為現(xiàn)實了，材料制備后驗證結(jié)構(gòu)和組分，最基本的要能做一般表征，這些手段就是我們的眼睛，比如做鋰離子電池過程研究的，鋰離子在電極材料中的遷移動力學(xué)過程決定了電池的性能，離子遷移速度的快慢決定了充放電的速率，離子遷移數(shù)則對應(yīng)電池的容量，而離子遷移引起的結(jié)構(gòu)改變造成了電池性能衰減達到壽命極限。如果硬件跟不上，僅采用XRD及電芯分步拆解XPS很難直觀有效的說明問題，而且電芯拆解的表面處理和保存轉(zhuǎn)移是一個很大的問題，如果采用原位透射（掃描）電子顯微鏡就能夠在原子尺度下實時監(jiān)控外場下的結(jié)構(gòu)演化，實現(xiàn)電化學(xué)過程的原位觀察。
Figure 1?時間序原位SEM圖 ?Liquid-Phase Electrochemical Scanning Electron Microscopy for In Situ Investigation of Lithium Dendrite Growth and Dissolution
當(dāng)然，原位觀察的手段不僅僅只有電鏡，還有XRD等都已經(jīng)實現(xiàn)了原位的檢測，能夠有效的提供材料結(jié)構(gòu)變化的佐證，寫文章有這樣的圖簡直要開心的飛起（圖2）。
Figure 2?d)原位XRD?c)對應(yīng)的電位曲線 Operando X-ray Diffraction Characterization for Understanding the Intrinsic Electrochemical Mechanism in Rechargeable Battery Materials
再比如做一些同元素異質(zhì)結(jié)構(gòu)的伙伴，采用元素的檢測是不能說明問題的，這個時候HAADF-STEM就非常有用了，直接能夠拍到原子列的真實位置，這樣就能夠說明異質(zhì)界面的存在，一圖勝千言，這樣高質(zhì)量的圖片也是發(fā)表高檔次的文章的前提。可以看一下圖3，硬件到位說結(jié)構(gòu)，模型與電鏡匹配簡直不用解釋，對比下圖4，窮也不能窮科研，咬牙也要配電鏡的組文章寫起來就需要水平了。
Figure 3?d)HRTEM e)HAADF-STEM f) 結(jié)構(gòu)模型 Atomic Interface Engineering and Electric-Field Effect?in Ultrathin Bi2MoO6 Nanosheets for Superior Lithium Ion Storage
Figure 4?e)SEM f) HRTEM g)HRTEM ?Fluffy carbon-coated red phosphorus as a highly stable and highrate anode for lithium-ion batteries
另外，想要進一步提高電池性能，對電極-電解液界面的研究也不能忽視，我們來看看想研究這個界面膜層基本需要配什么樣的條件（圖5），想要更清楚的了解界面的活動，包括形成過程，產(chǎn)氣組分及量，演變則需要更先進的檢測手段了，另外考慮到界面的復(fù)雜性，常常使用理論模擬的方法，如如蒙特卡羅模擬（MC）及分子動力學(xué)模擬（MD）能夠在較大的尺寸范圍內(nèi)模擬SEI膜形成的多組分化學(xué)反應(yīng)。
Figure 5?電解質(zhì)的表征方法（液態(tài)、聚合物及固態(tài)） Electrolytes and Electrolyte/Electrode Interfaces in SodiumIon Batteries: From Scientifc Research to Practical Application
總的來說，硬件不是科研的決定條件，但絕對是助攻圣手，實驗條件直接影響實驗設(shè)計的路線，能不能用的起更合適的檢測手段也會對分析方向有一定的影響，所以，想要搞研究真的要談錢，硬件很重要。
2.碩士研究生，廣州某重點大學(xué)，研究背景：納米材料方向
（1）安全性：實驗室硬件條件比較先進的話，對實驗人員的安全更有保障，而且心里負擔(dān)小，做實驗也更輕松。但個人防護意識是主要。
（2）對科研成果的影響：實驗室條件對于出好成果是良好的基石，有極大的輔助作用。在實驗思路和方向準(zhǔn)確的情況下，能把實驗有效嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪M行并重復(fù)，與實驗設(shè)備脫不了關(guān)系。并且存在時效性，若是在自己的實驗室或者學(xué)校有條件或資源，可以大大縮短實驗結(jié)果的反饋時間，對于成果的發(fā)表也有影響。
（3）對科研人員的成長：好的實驗條件輔助科研人員更易于發(fā)表成果，同時可以親自操作或者親眼目睹高端儀器的使用，對科研人員開闊視野，實驗也有直觀感受的同時也能激發(fā)思維。
（4）人也是硬件條件：我覺得實驗室的同事和老板也可歸類為硬件條件，開放嚴(yán)謹(jǐn)?shù)睦习搴秃椭C有愛的同事，是實驗室最重要的硬件條件。沒有這些有愛的人，就算做出好成果也只是暫時的；但有愛的實驗室人員組成和氛圍，在有限的條件下不斷奮斗，達到自身設(shè)定的目標(biāo)，才能源遠流長！
3.博士研究生，南京某重點大學(xué)，研究背景：水凝膠方向
做實驗，肯定是化學(xué)材料必備，所以表征手段就是大事了，這里就涉及儀器等硬件了，單純從實驗來說，如果條件好，表征快，也方便，肯定是好事，相對來說出文章也比較快速容易。實驗室不能做的，就得出去做，或者去他人的課題組，就會很不方便，耗時，需要等待他人有空閑的時候你才能進行測試，一般都是自己內(nèi)部的優(yōu)先的測試，就像你做一個TEM.，課題組自己有，那就很方便，如果出去測試一個是麻煩，第二個可能周期長，還可能測試的結(jié)果不太好，自己親身，可能更容易接近了解自己的想要的結(jié)果，實驗進展拖沓，耗時長，出文章可能就較慢，而且也影響心情。
4.博士研究生，上海某重點大學(xué)，研究背景：共價有機框架( COFs)方向
我覺得實驗室硬件設(shè)施對研究生的科研成果影響很大。以我碩士和博士期間呆過的兩個課題組對比，發(fā)現(xiàn)因為實驗條件的限制，有些本來很有創(chuàng)新的idea由于實驗條件的限制，無法開展。而如果條件允許，導(dǎo)師支持，就可能做出比較好的工作。碩士期間，我當(dāng)時的一個課題是設(shè)計了一種新穎的催化劑，初步證明了其催化效果有效，但需要用一種特殊的分離柱將多種產(chǎn)物分離，定量說明產(chǎn)物比例，以及闡述機理。但由于課題組經(jīng)費有限，導(dǎo)師也沒幫助聯(lián)系地方測試，因畢業(yè)時間臨近就簡單寫了小文章投了，后來同一時間別的課題組也發(fā)了類似的工作，但實驗做的比我們深入，產(chǎn)物機理解釋得很清楚，發(fā)了頂刊，當(dāng)時特別后悔沒繼續(xù)做下去。現(xiàn)在博士期間，實驗室基本儀器設(shè)備都有。學(xué)院學(xué)校分析測試中心也是全天開放，隨時都可以自己操作，做出的工作就很系統(tǒng)嚴(yán)謹(jǐn)，哪怕比較普通的課題，數(shù)據(jù)詳實準(zhǔn)確也能發(fā)領(lǐng)域頂刊。所以，實驗室硬件設(shè)施以及導(dǎo)師的人脈關(guān)系，對研究生在科研生涯早期科研成果的及時產(chǎn)出，起到推波助瀾的作用，進入一個好的課題組，應(yīng)該是每一個研究生都努力追求的目標(biāo)。
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