第九屆僑界貢獻獎人物風采錄(十八)高發明：持一顆素心 做踏實事業

來源：中國僑聯

高發明，現任燕山大學環境與化學工程學院院長、教授、博導，兼任中國化工學會儲能工程委員會理事、中國化工學會化工新材料專業委員會委員、河北省應用化學重點實驗室主任。2013年獲“教育部長江學者特聘教授”榮譽稱號，2013年獲“國家有突出貢獻中青年專家”榮譽稱號，2015年獲國務院“政府特殊津貼”。

耕耘一方沃土，培育桃李成林

高發明教授熱愛祖國，擁護黨的領導，樹牢“四個意識”，堅定“四個自信”，堅決做到“兩個維護”。對標對錶習近平總書記關於教育的重要論述，以及黨中央關於高等教育發展的決策部署，確保課堂始終成為落實黨的領導的堅強陣地。在燕山大學環境與化學工程學院，高發明教授是科研工作的帶頭人， 在行政工作和教學工作中他也扮演着相同的角色。身為學者，高發明教授始終關注着國內外化學化工研究領域的最新發展動態，努力拓寬自己的研究領域，並大膽設想、不斷探索新方法。身為教師，他承擔着本科生、碩士研究生和博士研究生的教學任務。

教學工作是一個不斷學習和發現的過程，對待學生和年輕教師，他總是身體力行，盡己所能地給予指導。在高教授的課堂上，同學們不僅學習知識，更感受到嚴謹的治學精神和對真理的執著追求。在課外，他的弟子們更從他身上汲取着做人和做學問的養料。

在教學工作中，高發明教授認真負責，任勞任怨，先後擔任本科生材料化學等六門課程的教學工作。為了促使學生學得高效紮實，他在不斷豐富自己知識的基礎上，改進教學方法，注重教學研究。目前主持國家一流本科課程一門，省級高等學校本科精品課程一項。培養碩士研究生48人、博士研究生20人、博士後10餘人，其中1人入選教育部青年長江學者，2人成為河北省傑青人選，2人成為河北省青年拔尖人才，2人申請到國家博士後特別基金資助項目。畢業博士緱慧陽成功申請德國洪堡獎學金，在材料化學制備技術領域取得了創新性成果。

科研路上，執著求索

在教書育人的同時，高發明教授還在科學研究方面取得了令人矚目的成績。“中國共產黨始終代表中國先進生產力的發展要求”、“科學技術是第一生產力”，作為一名共產黨員，一名高校教師，他認為為祖國的科技事業發展做出自己的貢獻是責無旁貸的。另外，只有提高科研水平，才能不斷更新教學內容，激發學生的創新精神。高發明教授從1990年便開始從事晶體化學鍵理論研究和功能材料設計及合成方面的工作，他的博士論文《複雜晶體化學鍵介電理論及其在材料科學中的應用》獲得全國百篇優秀博士學位論文獎，實現河北省該獎項零的突破，受到教育部、省教育廳和學校的表彰。

他主要從事化學鍵理論和新能源材料等方面的科研工作，曾先後承擔過多項重大科研任務。獲授權發明專利20多項, 發表SCI收錄論文260餘篇。獲國家自然科學獎二等獎(排名第3)、河北省自然科學獎一等獎(排名第1)、教育部自然科學獎一等獎(排名第2)、吉林省科技進步獎一等獎(排名第4)和河北省科技進步獎二等獎(排名第1)等。

高發明教授認為：“科研就是這樣，付出了不一定有結果，但不付出就肯定沒有收穫。”所以，躬體力行和永不言棄是他潛心科研時最樸素的信仰，這也為他帶來了豐碩的成果。

2003年，高發明教授為第一作者的學術論文《共價晶體的硬度》發表在美國《物理評論快報》雜誌上，美國《物理評論焦點》又對此作了專題評論和介紹，麻省理工學院的Gerbrand Ceder教授和著名法國科學家Julien Haines教授給予高度評價，稱“這篇論文提供了預測材料硬度的有力工具和有用技術”。

在探求新型超硬材料的實踐中，科學工作者對硬度的概念認識一般停留在宏觀物理量的理解上，對物質的微觀本質缺乏深刻的認識。高發明教授試圖從對物質的微觀探究上取得突破點，通過把化學鍵理論和材料硬度研究相結合，得出預測材料硬度的方法。然而，在很長一段時間內研究都未能突破瓶頸。一個週末，高教授在家休息，但腦子裏仍然不停地琢磨着自己的研究課題。突然，他靈光一現，想到物質的微觀領域內，組成物質表面的化學鍵排列的密度越大，每個化學鍵強度越大，硬度就會越大。就此提出“晶體的硬度決定於單位面積上所有化學鍵的強度”的論斷。一個共價鍵的斷裂必然伴隨着一對成鍵電子從成鍵軌道向反鍵軌道的躍遷，因而鍵的強度可以用成鍵軌道和反鍵軌道的能量差表證。不久之後，高發明教授的論文《共價晶體的硬度》正式發表，該文利用複雜晶體化學鍵理論，從電子水平上建立了共價晶體硬度的微觀理論，並且能夠準確預測其硬度。這一理論的提出使得預測超硬材料的硬度成為可能。如今這篇論文已被引用900餘次，成為硬度預測領域的開創性文獻。獲得了國家自然科學獎二等獎、教育部自然科學獎一等獎和全國百篇優秀博士學位論文獎。

高發明教授的其他代表性工作還有：

1.高長徑比超細鉑納米線電催化劑的製備技術：發明了一種基於生物蛋白分子誘導控制合成超細鉑納米線的新方法。利用胰島素纖維的線性結構以及特定活性基團誘導合成直徑僅為1.8nm，長徑比大於10000的超細，超長鉑納米線。合成如此高長徑比的超細鉑納米線國際上尚屬首例。經測定，製備的鉑納米線對甲醇氧化反應的單位面積催化活性相比於市售的鉑碳催化劑提高了18%。該工作發表在Journal of the American Chemical Society。

2.高體積比電容材料的製備技術：發明了一種氮、氟共摻製備低比表面積(1.4m2/g)、高堆積密度和體積比容量的碳微球電極材料的方法。該合成的亮點在於利用氮摻雜產生贗電容來提高電容量，利用氟摻雜來增強電子導電性，基於氮、氟共摻的協同效應，來改善材料的電子給體/受體特性，從而使得製備的碳微球呈現出極高的體積比容量，達521F/cm3，遠超其它碳基材料。同時，製得的碳微球在5A/g的電流密度下進行循環充放電10000次，其電容量幾乎沒有損失，展示出極高的穩定性。這一工作為設計新型高效的高體積比容量電極提供了新思路。如此性能優良的電極材料有望在緊湊型儲能裝置的開發中發揮重要應用。相關論文發表在Nature Communications上。相關工作獲河北省自然科學一等獎。

3.納米效應基礎理論研究：提出了新的量子尺寸效應的化學鍵理論，克服了有效質量經驗理論在10nm以下計算不準確的缺點，計算方法簡便，已應用於納米晶、納米線、納米核殼結構的計算，解釋了實驗現象並預測出新的納米現象。