钱小石（右一）和学生展示电卡材料，相关成果登上国际顶刊《自然》杂志。（受访者供图）

  ?

编者按

国庆连着中秋，在这个超长假期，依然有人选择不休假。对他们而言，放假不等于休假，他们的假日，经常是忙碌而非休息。

因为他们，是行走在科研前沿的人。选择“攀登”，争分夺秒就是常态；潜心“深耕”，只要实验还在进行，实验室就“不打烊”，人更不能离岗……

本报今起推出“深耕一线谱新篇”系列报道，找寻沪上高校这些奋战在科研一线的青年科学家的身影，记录他们非同寻常的假日生活。

■本报记者姜澎

对上海交通大学机械与动力工程学院教授钱小石来说，这个超长假期并不意味着休息，他和团队成员仍然驻守在学校的实验室。

利用电卡效应制冷，钱小石团队在基础原理、材料制备方面都已实现突破，该团队也因此在2024年全国颠覆性技术创新大赛中斩获卓越奖。令人期待的是，他的成果将使人们日常的制冷模式发生颠覆性变化。

钱小石可说是一位“非典型”科学家。2018年他入职上海交大时，只有产业界的创业经历，并没有亮眼的论文成果。入职学校前三年，他没发表过任何一篇研究论文，直到第四年，他的研究获得突破性进展，成果直接登上国际顶刊《自然》。随后，他陆续在《自然》《科学》等顶刊上发表了5篇论文。

“对我来说，重要的从来都不是论文发表，而是我的成果能够真正影响到产业，我培养的学生也能真正跨界，既能做跨学科研究，也能开公司创业。”钱小石说。

追着“真问题”走：放弃申请教职加入创业公司

在钱小石的办公桌上，有一张暗色的、薄薄的“塑料纸片”，这就是可以利用电卡效应来实现制冷的一种薄膜设备。这种制冷设备，小到可集成在芯片上，大到可装备在墙壁、窗户玻璃夹层中实现制冷。在相同制冷功率的情况下，其重量是传统空调的八十分之一，且无需压缩机。

这一神奇功效，正是源于科学家利用凝聚态物理学领域的电卡效应制备的材料，简单来说是利用固体材料通电后压缩相变吸收热量实现制冷。值得一提的是，高分子中的电卡效应，是2008年由华人科学家章启明发现的。

制冷技术堪称人类历史上的重大发明之一，但传统制冷是利用氟利昂气液相变带来吸热放热效应。统计数据显示，全球目前约10%的电力用于制冷，间接产生近一千兆吨二氧化碳。2019年，建筑供暖的二氧化碳排放量达到4300兆吨。欧洲已明确，2035年将禁止PFAS（注：氟材料，氟利昂是其中一种）的生产使用。另一方面，氟利昂制冷用到的压缩机需要高压容器，很难小型化。

“电卡效应刚被发现时，学术界和产业界都很兴奋，但要推动这一科研发现真正在产业界落地，有很多问题需要解决。”钱小石于2010年成为章启明的博士生，其后他一直跟随导师，尝试解决电卡效应在现实使用中遇到的问题。也正是这段经历，让钱小石对科研有了不一样的认识：“每当我们的研究取得阶段性进展，我的导师极少跟我们讨论论文要投哪里。”但每当新发现诞生后，大家都会琢磨，如何开展下一步的攻关、推进后端的应用。

受导师影响，钱小石在博士毕业后并没有申请大学教职，而是在导师的支持下、围绕自己的博士课题加入了一家创业公司。“大约2016年，我们围绕电卡材料和制冷系统的产业化，做了不少前沿的工作。我们没有发表过一篇论文，但在专业领域内，我们的研究比欧美学术界领先了五六年，学术界直到2023年才达到我们当时的水平。”

“沉默”三年后爆发：连续发表数篇顶刊论文

从产业界回到学术圈时，钱小石的学术简历并不亮眼，也达不到很多高校的招聘要求。他坦言：“虽然我本人不在意是否发论文，但不得不说，若能带着一些‘光环’回国，相比我当时回国的状态，还是有很大的差别。幸运的是，上海交大给了我足够的发展空间。”

2018年，钱小石入职上海交通大学机械与动力工程学院长聘教轨副教授，学校为他匹配了科研启动经费，“一共400万元，和美国的一些名校差不多，且我心理上也做好了非升即走的准备”。

此后，他全身心投入完善电卡效应落地的研究中。“沉默”三年，到2021年他的研究有了突破，将电卡制冷循环寿命从百余次提升至超百万次，很快论文发表在《自然》上。这也是他回国后主导发表的第一篇研究论文。

“说实话，发表论文很重要，但它不该是追求的第一目标。我认真思考过这个问题，我的精力有限，在针对领域内一两个重大难点开展工作之外，可能没有时间去写很多论文。不过，即便达不到学校的要求、面临非升即走，我也可以再离职创业。”钱小石坦言，之所以自己的心态不错，正是因为产业界的经历使他知道，人生并非只有一种选择。不过，在推动电卡效应进入实际应用中时，他坚定地认为，有大量基础研究是绕不开的，比如围绕良率、材料寿命等工程要素开展的基础研究工作。这些规律的发现，往往需要积累3—5年。

也正是在解决这些问题过程中，钱小石团队发现了一些有趣的物理、化学效应，随后连续在《自然》《科学》杂志上发表论文。“当我们专注于解决工程问题，试图找到背后的科学规律时，哪怕只是管中窥豹，这时候总结规律而写成的论文，也就是水到渠成的结果了。”

培养能“跨界”的学生：干得了科研，开得了公司

虽然钱小石的成果科研应用在各个不同领域，离产业化一步之遥，但他表示，目前并没有亲自去推动成果转化的打算，因为“我是大学教师，相对于科研，我最重要的工作是培养人，我要花大量的时间投入教学、指导学生。”钱小石更希望，他能培养出真正有能力跨界的学生。

不论是产业界还是学术界，真正的创新很大程度上需要“跨界”，钱小石在研究电卡效应时，不仅要解决物理问题，还要解决化学问题、材料问题、工程问题，还要和潜在投资人交流。“现实中，没有哪个问题是只对应着某个学科，且新型技术的研发没有前人的成果可借鉴，不得不逼自己跨界创新。希望我培养的学生和我一样，打破学科边界的束缚，在各个行业里都能够摸爬滚打，这样他们做什么事都不会怵，干得了科研，开得了公司”。

在钱小石看来，培养跨界创新能力之所以重要，是因为这也是国家未来发展亟需。“现在我们要解决的‘卡脖子’问题，它们当然很难，但因为知道有人做出来过，所以还是‘心里有底’的。当有一天，没有人可以对我们‘卡脖子’的时候，我们是否知道自己该往哪里走？这将极大考验人的眼界、勇气、坚韧、耐心。这也许是我们的下一代人会面对的局面。”也正因此，钱小石常对学生说，“科研工作者是和老天爷较劲的人。老天爷把很多科学规律都藏了起来，而我们就是要找到这些科学规律、找到未来发展方向的人。”