昔日弟子联合发文致敬百岁传奇诺奖导师John B. Goodenough教授

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John B. Goodenough教授，拍摄于2018年8月3日 图片来源：陈育明

在2019年诺贝尔化学奖得主John B. Goodenough教授百岁生日来临之际，近日他的昔日弟子福建师范大学陈育明教授、西南大学徐茂文教授、华中科技大学黄云辉教授和美国德克萨斯大学奥斯汀分校Arumugam Manthiram教授联合在Cell Press旗舰期刊Chem上在线发表题为“Creating a rechargeable world”的文章，以致敬这位被誉为“国际锂电之父”的百岁传奇人物。

John B. Goodenough（约翰•班宁斯特•古迪纳夫）教授1922年7月25日出生于德国耶拿市，在2019年以97岁高龄成为史上最年长的诺贝尔化学奖获得者，目前为美国德州大学奥斯汀分校教授，研究领域横跨化学、物理和材料科学。对锂离子电池的发展做出了巨大贡献，特别是正极材料LiCoO2、LiMn2O4和LiFePO4。

巨大成就的背后， Goodenough先生一生经历了许多坎坷与挑战。他从小孤独求学，并有严重的阅读障碍，但他未曾放弃，而是磨练自己的意志，克服重重困难，最终获得奖学金并从私立寄宿学校毕业。18岁时考上耶鲁大学攻读学士学位，在本科期间，学习众多不同专业的课程，跨度极大，从数学到古典文学，再到哲学和化学，不同专业的研读和广泛的兴趣为他今后跨学科交叉研究奠定了坚实的基础，22岁时便以优异成绩获得耶鲁大学数学学士学位。

John B.Goodenough人生经历、科学研究、贡献及奖项的简明概要

Goodenough在陆军空军服役后得到了前往芝加哥大学学习的机会，他选择攻读物理学博士学位。尽管有人质疑他“高龄”不合适物理学领域研究，但Goodenough没有受到他人的影响，而是坚持自己的初心——成为一名物理学家，他坚信物理学是科学的基础。

很显然，他的选择是正确的。在博士求学期间，Goodenough的导师即美国著名应用物理学科学家（稳压二极管的发明者）Clarence Zener教授用“找到研究问题，然后解决它”的启发性思想指导他如何从事科学研究。Goodenough对六方金属晶体中密堆积偏差的理论进行系统研究，并于1951年和1952年在芝加哥大学获得固态物理学硕士和博士学位。随后，他在麻省理工学院的林肯实验室开始了他的职业生涯，为数字计算机开发随机存取存储器（RAM），与Junjiro Kanamori合作，研究发现了磁交换定律，即Goodenough-Kanamori规则，在计算机的发展中发挥了关键作用。

1976年，54岁的Goodenough接受牛津大学的邀请，担任无机化学实验室的负责人。同年，英国化学家Stan Whittingham在电池领域取得重大突破，他以层状TiS2作为正极，锂金属为负极，设计了一种具备充电能力的电池；但不断生长的锂枝晶会刺穿隔膜，使电池内部短路，最终导致电池温度升高甚至爆炸，实际应用受到限制。为了解决电池应用问题，Goodenough教授进行了深入分析，利用自己在林肯实验室研究氧化物的丰富经验，他认为含锂的层状金属氧化物可能是理想的正极材料，在1980年开发出了一种“三明治”结构材料―LixCoO2，其中Li+被Co-O2形成的“面包片”夹在了中间，使电极可以承受4V的电压，且一半以上的Li+能够可逆释放，这一突破从根本上改变了可充电电池的设计原则。

LixCoO2、LixMn2O4和LiFePO4的晶体结构

LixCoO2是一种层状结构的材料，Goodenough教授认为三维尖晶石结构能够更好地传输Li+。1982年，他们团队发现了一些尖晶石氧化物，如Fe3O4和α-Fe2O3能够被锂化。次年，他们发现Li+在室温下也会嵌入到Mn3O4和Li[Mn2]O4中。1984年，Goodenough教授和他的团队进一步发现了一种更具有成本效益的正极材料LixMn2O4。为了进一步解决LiCoO2太贵和充电热稳定性低两个缺点，在1986年代后期Arumugam Manthiram和 Goodenough探索了一系列含铁聚阴离子氧化物正极Fe2(XO4)3，最终在1997年他们发现了橄榄石结构的LiFePO4也能实现锂的脱嵌。且层状、尖晶石和聚阴离子氧化物三类材料仍然是至今唯一流行的商业化锂离子电池正极材料。

Goodenough教授是一位不朽的传奇人物，70余年来致力于跨学科科学和工程，培养了数百名学生及博士后。他心地善良，做事深思熟虑，并善于鼓舞人心，经常分享一些典故来激励大家，生活和工作中他的笑声响亮而快乐，乐观的氛围感染周围每一个人。此外，Goodenough教授也是一个很好的倾听者，十分尊重他人，经常虚心学习请教。毫无疑问，他在科研和日常生活中都是我们的榜样。他曾透露他的“成功秘诀”——抓住每一次机会，并努力享受工作。科研已然成为他生命中不可或缺的一部分，他对科研仍然充满好奇心和热爱，直到几年前，96岁的他仍每天开车上班。正如Goodenough教授所说，如果你活得够久，你永远不知道明天会发生什么，也许下一个重大突破将在不久的将来出现，也许我们将见证更美好的生活与未来。2022年7月25日是Goodenough教授的100岁生日，在此让我们共同向他传奇的人生致敬！

相关论文信息

论文原文刊载于CellPress细胞出版社旗下期刊Chem上，点击“阅读原文”或扫描下方二维码查看论文

▌论文标题：

Creating a rechargeable world

▌论文网址：

https://www.cell.com/chem/fulltext/S2451-9294(22)00041-9

▌DOI：

https://doi.org/10.1016/j.chempr.2022.01.011

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