峰崎,国康奈?dng)大学讲席教授?001q进入清华大学化学工E系Q本U期间曾担Qpd生科协主席,获得多项学业优秀奖,q获清华大学本科优秀毕业论文奖?005qʎ国卡内基梅隆大学化学工E系攻读博士学位Q师从过E系l工E国际著名专家IgnacioGrossmann院士Q博士期间在AIChE J.{著名期刊发表数十篇学术论文Q获得卡耐基梅隆大学最?jng)_士论文奖QKen Meyer AwardQ和国化学工程师学?x)(AIChEQ颁发的斯密斯论文奖QW. David Smith, Jr. Publication AwardQ等荣誉Q?009q获博士学位?009-2011q在国阿A(ch)实验室做博士后研I?011-2016q在国西北大学化工pMQ助理教授Q期间在国际期刊上发表论文百余篇Q多研I论文被国际期刊遴选ؓ(f)面论文刊登Q数论文分别夺得AIChE J. q?q来q度最高被引论文的W一名;获得诸如西北阿A(ch)杰出青年U学家奖、美国国家科学基金会(x)“职业成奖?NSF CAREER Award){奖V?016q受聘(sh)国康奈?dng)大学化学工E与生物分子工程pȝw讲席教授(Roxanne E. and Michael J. Zak ProfessorQ,Cؓ(f)q程能源环境pȝ工程研究室主任,成ؓ(f)康奈?dng)大学历史上最q轻的终w教授之一。现任Computers & Chemical Engineering副主~,AIChEJournalN~辑Q和ACS Sustainable Chemistry &Engineering~委?/span>
?017q_(d)峰崎学长荣L(fng)国化学工E师学会(x)QAIChEQ的可持l发展卓研I奖和环境领域杰出青q奖两个重要国际奖项和美国化学会(x)2018 ACS 可持l化学及(qing)工程Lectureship Award.
峰崎教授和他的Nl?/span>
三十q后Q百亿h口:(x)人类如何破解可持l发展问题?
q练的Ş象、敏L(fng)思\和极快的语速,q是学长给人留下的W一印象。博士毕业七q后成为康奈尔大学化学工程与生物分子工E系的终w讲席正教授Q?017q同时获得了(jin)AIChE?qing)ACS两协?x)共三项大奖Q但当谈C自己的研I工作时Q学长只用一句话p行了(jin)十分_地ȝQ我们是以数学和计算Zؓ(f)核心(j)技术解决hcȝ可持l发展问题?/span>
“到2050q_(d)也就?0q后Q地球上达到百亿h口,人类如何面对可持箋(hu)发展q个l极问题呢?”学长的q句话引起了(jin)我们的思考,我们W一ơ发现?050”、“百亿h口”这样几个看h遥不可及(qing)的数字竟已o(h)我们不可回避?/span>
“但归根l底Q这是一个化学工E中的全q程优化问题。”化复杂为简单,学长单的概括抓住?jin)问题所在,我们从无限的遐想中拉回C(jin)现实中解决问题的场景?/span>
“可持箋(hu)发展是多斚w的,l济、环境、社?x)等。对于这个百亿h的星球来_(d)农业是hcd持箋(hu)发展的重要问题,我们该如何用不断减少的土地养z越来越多的人口。就以灌溉来_(d)农业用水消耗约占世界E水消耗的70%Q但植物本质上就是一个生物反应器Q植物体内的水分输送机制本质上是微?hu)体传递过E?/span>Q注Q微?hu)体传递现象是化工的一个研I方向)(j)Q何时浇_(d)多水Q以?qing)如何研I开发基于微?hu)体传感器的节水、节能、经最优化灌溉调度与控Ӟq非常类g化工q程控制。这都是一些复杂而有意思的问题Q这些问题背后所代表的数字化农业Q就是我们的一个研I方向。?/span>
“届?q?00亿h中将?0%以上?x)生zd城市(jng)里,我们在提一个概念叫做‘城镇代谢’,其本质上是物料^衡、能量^衡、信息^衡的问题。我们要做的是以化学工E师的视角,用其他h没想q的Ҏ(gu)解决人类在未来将要共同面对的问题。?/span>
q泛交流 高屋建瓴Q“降l攻几Z?解决问题
“我所研究的领域是多尺度过E系l工E,化学工程本n是多尺度的。”小到植物的输水通道Q大到地球系l的物质循环Q“多度”这个词或许能够解释和代表尤学长如此q泛的研I域。学长ȝ刎ͼ工程问题都可以用三个斚w来概括,理论、方法和应用。学长的研究大致集中在基Ҏ(gu)的研I和应用到具体的场景中?/span>
谈到工程应用Q学长着重强调要打开门多和其他领域的学者交。例如,针对MOFQMetal Organic FrameworkQ金属有机结构)(j)材料的研I是最q学界非常热门的研究领域Q但大部分研I属有机结构的学者来自化学系和材料系Q那么如何评价一U金属有机结构材料的性能是否是优良的呢?学长认为,MOF材料性能是否优良最l还是要攑ֈ使用q些材料的反应分过E中去评P化学工程师可以从宏观的角度去帮助、指导化学和材料的研I。计机模拟Z(jin)数量巨大的MOF材料l构Q如果一个个量的话需要大量的旉?qing)h力物力,而将MOF材料攑ֈ整个程中去评h(hun)有助于我们明MOF材料应具备哪些性能Qƈ高通量快速地{选可行的、最优的MOF材料Q之后再针对所需性能q行研发可以大大提高效率,优化材料研发q程?/span>
除了(jin)MOF材料之外Q钙钛矿作ؓ(f)一U新型的、高效率的光?sh){换材料引发了(jin)学者的q泛兴趣。“最q几q_(d)Nature、Science期刊基本上每星期都有一关于钙钛矿的研I。”但对于钙钛矿的评h(hun)来说Q只着g“{换效率”这一Ҏ(gu)标则?x)比较局限。“如果其性能只能持箋(hu)几秒Q那么这U材料即使性能再优良也是不具备应用价值的。”这涉?qing)到全生命周期分析的评h(hun)思\Q从q一思\出发可以更好地指导钙钛矿材料的研I?/span>
“把q种研究问题的思\传递给化学与材料专业的团队Q相当于Z们指明了(jin)研究MOF材料?qing)钙钛矿材料的方向。”这令我们想赯名科qd说《三体》中“降l攻几Z的思\Q在q两个研I案例中Q学长指明研I方向,二l问题变?sh)Zl问题,q也是化学工E师复杂问题简单化的生动体现。?/span>
Because We CanQ化学工E,一个无比广阔的q_
之所以能用“降l攻几Z的思\解决问题Q是因ؓ(f)我们化学工程师站在了(jin)一个非常广阔的舞台上。“^台广阔”,学长在接受我们采访的q程中多ơ提到这一定位。在学长研究的另一斚w——理论研I上也有所体现。以数学和计机为核?j)技术指g(jin)化学工程的发展,但同时化学工E的复杂性也推动?jin)计机U学?qing)计数学的q步。冯•诺依曼、约•纳什……这些在计算机及(qing)数学上响当当的名字其实都有化学工E的教育背景Q同时正是由于化学工E中需要解军_规模的非U性规划问题,倒D机U学在理Z的进步,而之后同学们会(x)接触到或听说的优化YӞ也有很多是化学工E师Z(jin)解决实际需要而发明的。“化学工E问题的复杂性激q学者在理论研究中做出更多的贡献。?/span>
学长认ؓ(f)Q化学工E是工程U学四大支柱之一Q环境、材料等{学U某U意义上其实都可以视作是化学工程的g伸或与其他学U的交叉Q处于现阶段C会(x)的需要也许在本科期间划分?jin)不同的专业Q但目前工程间的边界其实是越来越的Q哈?jng)大学只讄工程pd是一个很好的例子。即使蟩出环化材生医药的范畴Q工业工E、热能工E、自动化、R辆工E(新能源汽车的甉|Q、电(sh)子工E(半导体研IӞ(j){等学科都有很多问题需要化学工E师来解冟?/span>
谈到中美间化学工E教育的差异Ӟ学长指出在美国大学中Q化学工E和计算机是两大对大学生有极强吸引力的专业,化学工程是一个很好的q_Q学好了(jin)化工几乎可以做所有的事情。以康奈?dng)大学?f)例,在药物递送方面做出重大成q传奇U学家Robert Langer即ؓ(f)康奈?dng)大学化学工E的1970届本U毕业生Q现任MIT化工pL授;在学界之外,著名天投资人、私募股权基金Vista EquityPartners 的首席执行官Robert F. Smith也是在康奈尔拿到化学工程的学士学位后Q在固特异轮胎公司和卡夫食品公司工作Q之后接受了(jin)MBA教育q最l成Z(jin)商界巨子。“若同学对于自己的兴和未来打算不是非常明确Q化学工E其实是一个非常好的选择。非常敬佩金涌院士主导的、面向中学生的化学化工科普,让青年?jin)解化学工程I竟是做什么的。?/span>

RobertSmith (? & Robert LangerQ右Q?/span>
高盛、亚马逊、英特尔Q化学工E毕业生的广阔q?/span>
“科研(ResearchQ,教学QTeachingQ和服务QServiceQ?学长q样描述在大学做教授的工作组成。对于学长来_(d)做大学教授最好的成果是培MU的学生,看到学生的进步。“所谓对学生的ImpactQ这L(fng)Impact需要时间的U篏。?/span>
在埃克森孚、陶氏化学、霍韦?dng)等传统化工企业之外Q如今尤学长培养的一些学生也选择?jin)看h非传l化工的企业。比如一位学生去?jin)最q风头正盛的亚马逊,因ؓ(f)亚马逊需要解决供应链优化q个核心(j)问题Q而在亚马逊的全球供应铄发团队中一半以上都是化学工E的博士生;也有的博士毕业生M(jin)高盛q家著名的投资银行,他从事的是能源系l优化的研究Q“毕竟做投资需要真正了(jin)解一个行业”,学长q样ȝ刎ͼq有的毕业生d?jin)英特尔公司QIntelQ?q?dng)目前已l受C(jin)来自׃达(NVIDIAQ公司GPU的冲击,创新臛_重要Q他的Q务是应用之前提到的高通量快速筛选MOF材料的优化算法来指导下一代ƈ行计设备的开发。这L(fng)案例q有很多很多Q也期待着更多毕业生能以实际行动对案例库进行补充?/span>
峰崎教授所培养的学生q广?/span>
拥抱“不定性”:(x)被“非典”改变(sh)(jin)研究方向Q又何妨Q?/span>
在进入清华学?fn)之前,学长对化学工程的?jin)解也不是很多。本U前两年在刘铮教授组做过一q实验(具体指导人是当时q是博士生的卢滇楠老师Q。但C(jin)2003q_(d)׃“非典”爆发,学校采取?jin)很多措施防止疫情在学校蔓gQ其中就包括限制本科生去实验室做实验Q这无疑严重ȝ?jin)学长在生物化工斚w的研I工作。一ơ偶然的Z(x)Q学长在化工pȝBBS上得知化工系高光华老师和于M老师l分子模拟的工作Q“首先这个组的工作以计算ZQ即使因为封g能去实验室也可以做研I”。分子模拟工作真正的瓉是优化问题,所以阴差阳错之_(d)学长选择的优化作q研究方向Q在本科期间有国际期刊论文发表Q获得了(jin)清华大学优秀毕业论文的荣誉。回v那段l历Q学长觉得清华化工系各位老师的研I方向非常广泛(作ؓ(f)Ҏ(gu)Q美国大学的化工pM般只有十几位老师Q,同学们在本科时应该多接触一些方向,在其中找到自q兴趣炏V“自己到?jin)大三才了(jin)解一些老师的研I方向,而现在的同学从大一开始就有很多机?x)接触各cM息,q都是很好的资源。Open your eye, Open your mindQ未来是很难以预的Q年Mh应该多闯一闯,只要在做选择之前做好调研Q就不必担心(j)生活的不定性。?/span>
凭借着本科期间的优异表玎ͼ在即毕业之际,学长手握加州理工,卡内基梅隆等多所国知名大学的OfferQ如何选择成ؓ(f)?jin)一个幸的?ch)恼。尤学长认ؓ(f)大四的时候考虑自己来惛_什么是最关键的,最好的Ҏ(gu)是给自己制定一个五q或十年的计划。同时如果能在一个很好的团队里做研究Q受益是非常大的Q然而最好的团队未必在最好的学校。经q深入的思考,学镉K择?jin)卡内基梅隆大学Q选择?jin)解决系l优化问题的大家Grossmann院士作ؓ(f)自己的博士生导师Qƈ在过E系l工E领域走C(jin)现在?
多Q务处理:(x)扑ֈ属于自己的时间管理“优化算法?/span>
清华本科期间除了(jin)拥有优异的学?fn)成l及(qing)?gu)的科研成果,学长还担Q?jin)化学工E系的科协主席,q在当时丑֊?jin)第一届“化p剑”学术竞赛(~者按Q这一竞赛一直D办至今仍然生生不息)(j)。同Ӟ参加?xi)战杯这一校学术竞赛也在U协的带领下如火如荼的开展。“当旉分子所的胡q师开展了(jin)很多有意思的研究吸引同学们报名,每年在挑(xi)战杯上胡q师指导的同学都能拿到很好的奖项。?/span>Q化工系毕业生中有两位TR35入选者,x(chng)钧老师和伍晖老师当时也都是在胡^老师Nl参与了(jin)本科学术研究训练——编者注Q?/span>
“学生科协这个^台可以激励我们去接触各种老师的研I方向,我在U协也做qBBS|管Q编写过?sh)脑使用手册Q当时电(sh)脑都是在中关村一个零件一个零件地攒出来的Q,修电(sh)脑的技能在后来的工作中也有很大的帮助。”学镉K励同学有Z(x)的话多接触一下学生组l,接触不同的方向开拓眼界,在精力最旺盛的时候多做一点自己感兴趣的事情,可能在未来的某一天会(x)有想不到的帮助。科协给?jin)尤学长不少学?fn)ȝ的机?x),现在学长要与博士生、博士后?qing)访问学者共二十多h交流学术q展Q在U协学到的定期例?x)制度?qing)与h打交道的l节让工作得以有条不紊的q行?/span>
但回惌v本科期间的时间分配细节,学长坦言他的旉分配q不是最优的。精力和旉要靠自己调节Q就像小马过治I自己试一试才知道Q“没有普遍最优的旉优化法”。最关键的还是去适应环境Q持之以恒,而不是直接放弃。学长在U协旉要处理很多事情,成W因此收到?jin)些许的影响Q一度生过攑ּ的念_(d)l过高年U学长的d长谈才得以改变心(j)意。但C工作岗位后学长发玎ͼ即是做学术研究的科学家也要面对multi-task的问题,学生期间的社?x)工作和作?f)大学教授的很多工作(例如招聘教师?qing)录取学生?j)一P都属于“志愿服务”的范畴Q所以回惌v来还是非常感谢在本科期间能够提早体验适应“多d生活”的l历?/span>
峰崎学长(?Q与采访学生合媄(jing)
学长寄语Q?/span>
“欢q大家来清华大学学习(fn)化学工程Q对我而言化学工程是一个非常好的^収ͼ也希望大家好好利用这个^収ͼ来为国计民生,为全人类做出一些宝늚贡献。?/span>
为天地立?j),为生民立命,为往圣(h)l学Qؓ(f)万世开太^?/span>
——北?张蝲
在谈到自q使命Ӟ学长引用?jin)张载的q句话。“可能对我们目前而言做不Cؓ(f)万世开太^Q但其他三项我们q是可以做到的。?/span>
但三十年后,百亿世界公民在星球上共存Ӟ让大安享有可持l发展的I间和尊严,何尝不是l护和^的基本条件呢Q?/span>