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为未来注入活力

Michal Leskes博士加入材料与界面系

新科学家

日期: 2015年9月27日
来源:
魏茨曼杂志第八卷

从连接到人体心脏的微型起搏器到零排放汽车和轻型卡车的发动机,电池现在为所有东西提供动力。几乎所有没有插到墙上的电器都是由电池供电的。

我们认为它们是理所当然的,但电池的内部结构有点复杂。提高它们的性能——它们“持续”更长时间并从不同来源储存能量的能力——是世界各地越来越多的基础科学家开始关注的一个研究利基。迈克尔·莱斯克斯(Michal Leskes)博士就是其中之一,他于今年7月加入了魏茨曼研究所材料与界面系。她主要研究可充电电池,如锂离子电池。锂离子电池为各种消费电子产品提供动力,从笔记本电脑和手机,到混合动力和全电动汽车。

她在该研究所完成了博士学位,在那里她与化学物理系的Shimon Vega教授合作,为固态核磁共振(NMR)研究的创新做出了贡献。作为剑桥大学的博士后研究员,她利用这项强大的技术来窥探可充电锂离子电池和锂空气电池的内部工作原理。她监测了分子、离子和电极在充放电过程中形成的电荷的动态。这些信息有助于检查影响电池性能的基本过程,如容量衰退和低效充电。正是这种类型的基础研究,具有巨大的潜力,可以引领改进电池技术的新策略。

莱斯克斯博士在罗什皮纳长大,那里俯瞰着基尼列特(加利利海)。她把她对科学的兴趣归功于她的高中化学老师,并鼓励她与未来的丈夫Shai约会,Shai是她的同学。当然,我没有理会她的建议。老师对男生到底了解多少?她开玩笑说。但是,几年后,在她参军服役的时候,当他们共同乘坐长途汽车前往各自的基地时——她在内盖夫,他在特拉维夫附近——火花点燃了。她后来在特拉维夫大学(Tel Aviv University)获得了化学学士学位;Shai成为了一名计算机程序员。

本科期间,她在魏茨曼学院(Weizmann Institute)校园度过了一个夏天,在她未来的博士导师Vega教授的实验室工作,这是Kupcinet-Getz国际优秀本科生科学学院的一部分。Leskes博士被核磁共振(NMR)研究所吸引,她说:“它让我看到原子和分子的内部细节。我喜欢不同分子相互作用的化学过程,以及材料化学上的微小变化如何改变其性质。核磁共振可以让我更仔细地检查它们。对我来说,最吸引人的是,你对这项技术了解得越多——如何操纵自旋和控制它们的相互作用——你就能获得更多关于材料及其功能的信息。”她与Vega教授在固态核磁共振理论和技术方面的博士工作为提高其分辨率做出了几项改进。

电池的化学成分

在她的博士后工作中,Leskes博士对研究化学系统感兴趣,并选择了剑桥大学的一个实验室,将核磁共振作为提高锂离子电池性能的工具。“电池研究涉及能源状况的真实部分;它是必要的,而且高度相关,而核磁共振让我有办法从分子水平上观察工作电池的内部。”

以色列国家博士后奖励计划(Israel National Postdoctoral Award Program for Advancing Women in Science)是一个由捐助者支持的项目,由魏茨曼研究所(Weizmann Institute)牵头,帮助莱斯克斯博士和她的丈夫从经济角度使她在英国的博士后时期成为可能。“更重要的是,”她说,“这确实证实了我所做的事情是正确的;我可以尽我所能成为一名研究科学家这给了我一个额外的动力——就像我的化学老师一样——继续在科学上成长。”

现在,莱斯克斯博士回到了魏茨曼研究所,建立了自己的实验室,她致力于将磁共振的灵敏度和范围提升到新的水平,并提出了关于如何利用这种新能源提高各种高性能电池性能的潜在革命性想法。她很高兴回到以色列科学的动态“互让”中,她说:“我经常参与讨论——不仅仅是喝咖啡聊天,而是来自不同实验室和不同领域的人们真正参与到彼此的工作中,并互相鼓励。”

她的研究涉及大量使用一个强大的,高度定制的磁共振机(一个新的7特斯拉研究所将获得),可以处理技术从传统的核磁共振到动态核极化,利用电子自旋。她希望结果是能够看到更小数量的原子和分子的更多细节,这类信息将帮助她使电池更加高效和强大。

Michal Leskes博士由以色列Dana和Yossie Hollander的Comisaroff家庭信托基金资助。

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