採訪 ‧ 撰稿 / 何郁庭 (科學推展中心特約編輯)
帶著持續研究的能量與創新思維,2024年2月回母系任職的王迪彥教授,正準備在國立臺灣師範大學化學系的實驗室開啟新的研究篇章。王迪彥專注於材料化學領域研究,憑藉亮眼的研究成果與著眼角度,屢受獎項肯定,不但在2021年獲得中研院年輕學者研究獎,2023年更獲頒吳大猷先生紀念獎。
化學背景的他,在研究上不囿於主流的方向或框架,勇於挑戰新穎且尚未被開拓的研究主題,這樣的特性,不但體現在研究上,也反應在他對學生與教育的看法。而王迪彥開放的心態與價值觀,來自於學術生涯的各種經歷,也來自於他幽默與正向的個人特質。
對化學研究的期待,靠雙手盡力達成
在研究的路上,他自認不是頭腦聰明的學生,所以總是努力踏實地完成每一件手上的任務,把握每個得來不易的機會,而這樣的特質,與成長背景有關。出生於臺南善化的王迪彥,小時家中是養豬場,在家時常需要幫忙照料與餵養豬隻,畜牧業不間斷的工作性質,無意中培養出踏實的心態與責任感。
雖身為化學系教授,但說到跟化學的淵源時,他卻打趣地說,高中時期最擅長的科目是物理,化學反而是棘手的科目。好在後來嘗試不同學習方法後,了解如何釐清化學的名詞定義,並學會用自己的方式了解書本上的論述,才終於把化學給讀通,進而以學測甄試方式進入師大化學系就讀。
在師大陳家俊教授實驗室內進行專題研究期間,王迪彥不但有許多學長姐可以討論,還有很大的空間讓他自由探索。於此同時,他接觸到更多物理和材料領域的專家,發現過往化學學門內沒有學過的知識,這樣的契機,開啟了一條屬於他的嶄新研究道路。
「對新發現的東西,自己會希望它能跟腦中想像的一樣,並實現出來。」不同領域知識的碰撞,令王迪彥產生了對研究的強烈期待感,這樣的心態,成為他在實驗室內不斷進行研究的重要動機。而對研究目標的期待感,也使王迪彥在研究的過程中,不斷保持高度的熱情與能量。
跟人們生活接近的跨領域研究主題
王迪彥根本的研究動機始於期待感,但對研究主題的偏好,則側重與人有關的研究。延續自身化學以外的物理、材料領域專長,他的研究團隊在電化學催化材料、鋁離子電池插層機制研究、能源材料都有卓越的研究實績。
電催化氮還原反應(Electrocatalytic Nitrogen Reduction Reaction, EC-NRR)研究是王迪彥研究團隊的其中一項重點成果,因其較低的成本、較便捷的反應過程,以及無碳排的特性而備受矚目。
王迪彥說明,氨(NH3)是高價值的化合物原料,過往以哈柏法製氨需在高溫高壓環境進行,且會產生大量二氧化碳。為了開發另一種產生氨的低成本替代方案,起初團隊於2017年嘗試研發電化學還原的方法,利用合適的觸媒並電解氮氣(N2)。然而,氮氣在水中溶解度低,讓團隊轉而使用含有高硝酸鹽(NO3-)的農業廢水、半導體廢液為原料,搭配團隊開發的觸媒,成功開發出具循環經濟概念的電解硝酸根還原反應,建立高轉換效率,高氨產量的製氨技術。
EC-NRR的研究構想,源於當時相當熱門的二氧化碳還原反應研究,在2030淨零碳排的大目標下,許多研究都將目光放在減少二氧化碳排放,不過王迪彥更偏好從獨特的角度看待研究議題,所以在全球EC-NRR研究相對稀少時,就結合熱門議題和自身背景、研究專長,成為早期投入該領域的研究者。
現代學習與教育的靈活性
說到一路走來的研究與發展,王迪彥也坦言,之所以能取得豐碩的研究成果,需要感謝碩士班、大專學生幫忙與實驗操作。
王迪彥建立實驗室與引導學生,也有自己的一套見解。承襲他在學時自主管理和探索的經驗,王迪彥對現在研究室的成員也維持著每週討論進度,卻不過度干涉學生時程安排的風格。過去在東海大學任職期間,與學生的互動經驗讓他了解,學生面對研究主題的心態最為重要,資質高低、是否有工讀其他外務是其次。
當一位學生了解自己身為專題生、碩士生的使命時,便會願意持續和教授討論研究,接受建議與調整;在行程安排上,也自然而然地將操作實驗、研究討論的順位放在前面。「只要學生的態度是對的,願意一起討論,並願意調整後再嘗試,我覺得都一定會有些結果。」王迪彥如此認為。
在責任與態度之外,王迪彥也鼓勵化學系學生跨出步伐,學習更多樣的技能。不論是學習使用GPT、修習半導體學程、學習取得知識的手段,甚至是學習建立美感,在學習門檻和成本較低的今日,學生學習到的技能,未來都可能與化學知識結合,在不同的領域發揮更大影響力。
觀看角度決定研究道路的寬廣程度
學習的多樣性,有助於培養更優異的能力;經驗的多樣性,則能讓研究人才激盪出新的火花。
王迪彥在臺灣取得博士學位後,曾赴美國史丹佛大學擔任一年的訪問學者,這段期間他和工業技術研究院、史丹佛大學研究室夥伴共同研發可高速充放電鋁離子電池,並將研究成果刊登於《Nature》期刊。他認為,在異地研究期間,和不同思考邏輯的研究人員交流,學習和各國佼佼者合作,是難得且珍貴的經驗,因此鼓勵國內學者多多把握出國的機會,在異文化的刺激下,產生不一樣的研究想法。
回臺灣後,王迪彥先後在東海大學、師大服務,不同的校風、不同的體制,讓他看到高教體制和研究的更多面向。在少子化的浪潮下,系所老師得負擔推廣任務,各校亦有不同程度的少子化衝擊,然而他在此趨勢中,發現系所曝光宣傳與特色發展的重要性。儀器與設備方面,各個學校有不同的優勢與限制,但王迪彥強調,如何管理有限的資源,並和其他研究者互相支援,達成自己想要完成的研究,才是跳脫客觀環境限制的關鍵。
在教學與研究的道路中,王迪彥或多或少曾遭逢困境和挑戰,不過他總能用積極的方式看待與解決。不僅如此,他還能發掘事件背後的價值,並將經驗內化成未來所需的軟實力。
王迪彥對各種事物都擁有開放心態,喜歡做與眾不同的事情等特質,在其教育、研究的理念上可見一斑。儘管已在學術領域取得許多重要成果,並受到複數獎項肯定,但對他來說,回到母系任教,是另一個新的開始。不論是開拓新的研究領域、打造一間新的實驗室,或是培育新一代化學領域的人才,總是盡力達成目標的他,想必能在未來的某一天,將腦中的願景轉化為實際的成果。