不久前,美国国家航空航天局(NASA)拿出了一张全球夜间灯光地图,中国区域的亮度与美国已经相差无几。
这样的结果,无疑是对中国经济社会发展的肯定。
但是,浙江大学的博士生导师狄大卫,却怎么也高兴不起来。
因为这些点亮中国的OLED光源,核心技术却掌握在发达国家手中。
如同今天的芯片领域一样,一旦遇到禁运危机,中国的灯光还能如此耀眼吗?
年少成名
人类对光的渴望从来没有停止过。人造光源照亮了令人畏惧的黑暗,让人们生活在一片光明之中。
有人说,白炽灯点亮了20世纪,OLED点亮了21世纪。
OLED是继LED之后,新的照明和显示技术变革。如今OLED已开启了融入我们生活的脚步,制造技术日趋成熟,并且构建了从基础科研到实际应用的完整技术链。
数千亿美元的OLED市场,就是青年科学家狄大卫的舞台。
狄大卫是浙江大学年轻的博士生导师,他有两个博士学位。
有意思的是,他的两个博士学位虽然领域相近,但正好是互逆的。
第一个博士学位研究太阳能电池,是把太阳能转换成电能。
第二个博士学位研究有机发光二极管,也就是我们通常所说的OLED,是把电能转换成光能。
狄大卫之所以去读第二个博士学位,是因为有一次他在实验中,偶然发现了一个奇特的现象,而这个现象早已经被教科书认定是不可能出现的。
事情发生在2011年的新南威尔士大学光伏研究中心,当时狄大卫正在这里攻读博士学位,研究太阳能电池。
在一次实验中,他发现量子电硅太阳能电池发出了红色的光,而根据教科书的理论,半导体材料通常不会发光。
亮起来的太阳能电池激起了他强烈的好奇心。
为了追寻这种新型发光材料,他作出了一个常人难以理解的决定,放弃正在研究的太阳能电池,去剑桥大学重读物理学博士。
对世界的好奇,驱动着狄大卫,让他一直保持着旺盛的科研热情。他在剑桥大学不仅推动了OLED的研究,而且和赵宝丹博士一起为世界上最年轻的发光材料“钙钛矿LED”做出了杰出的贡献。
他们首次证明了钙钛矿LED这种制备简单,成本低廉的技术在未来很有发展潜力。
作为一名致力于下一代发光显示技术发展的科学家,狄大卫的研究对于开发节能环保的新一代光源具有里程碑式意义。
身负重任
2018年,狄大卫回国后,来到浙江大学光电科学与工程学院担任博士生导师。同时,他也担负起了我国OLED基础研究的工作。
当前,我国OLED也就是有机发光二极管产业,处于刚起步阶段。
虽然大多数核心专利被国外垄断,但是目前还没有对产业发展形成明显的阻碍。
不过,狄大卫分析,虽然盈利模式暂时不会令人担忧,但是随着产业升级,总有一天核心专利的缺失会成为发展的重要障碍。
那么,面对世界已经成熟的发光和显示技术产业,狄大卫将如何弯道超车,助力中国产业实现从0到1的突破呢?
狄大卫经常和他的学生们说,OLED的核心技术就像是一个五指山,它非常强大,但是我们这个孙悟空,说不定能够翻出这个五指山。我们虽然力量比较薄弱,但是如果我们翻出五指山,那就是一片新天地。
敢于挑战经典的狄大卫,现在要翻过的五指山是OLED生产领域最重要的原材料环节。
传统的OLED生产技术在原材料上依赖稀有金属,其中使用最为广泛的是金属铱。
但金属铱是地球上稀有的自然元素之一,其成本远高于黄金。不仅如此,稀有金属在制备过程中还有一个无法回避的缺陷,那就是它有一些潜在的毒性。
所以,全球科学界都在致力于寻找一种能够替代稀有金属的材料。
然而,在现有的成熟技术之外,要找到更优化的技术路线,这是一个莫大的挑战。
对狄大卫和他的团队来说,坚持和努力寻找稀有金属的替代品,还是基于一个更深层次的原因。
OLED的材料器件、基础设计工艺,这些比较核心的技术基本上掌握在发达国家手中。
但狄大卫的研究让OLED产业看到了依靠更容易获取的原材料,用更简单的制造工艺,同样可能带来性能出色的产品。
这意味着当前年产值数千亿元的OLED产业,未来将有可能重新布局。
经过多年的研究,2017年,狄大卫发现了能够帮助他实现目标的卡宾金属发光分子。
狄大卫使用了更为常见的金、银和铜等金属新型分子,拥有设计简洁、合成容易和发光效率高等特点。
实验室结果公布后,OLED研究领域为之振奋。
2019年,包括中国科学家潘建伟、邱勇在内的麻省理工科技评论评审委员会,将狄大卫列入全球35岁以下科技创新35人榜单。
结语
如今的世界正经历百年未有之大变局,在激烈的国际竞争中,惟创新者进,惟创新者强,惟创新者胜。
当下及今后的一段时间,是青年科研工作者建功立业的黄金时期。
如今,狄大卫正带领他的科研团队,努力实现从0到1的突破,打造未来发展新优势,让我们共同期待。