John Goodenough，被親切地稱之為“足夠好”老先生，開創(chuàng)性材料科學(xué)家，于6月25日去世，享年100歲。其中，老先生在固體化學(xué)、物理學(xué)和工程學(xué)方面做出了開創(chuàng)性的貢獻(xiàn)。2019年，他因鋰離子電池的開拓性研究而獲得了諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)，其對(duì)材料的基本物理特性的見解有助于實(shí)現(xiàn)無線和人工智能革命，并推進(jìn)了幫助減少碳排放所需的科學(xué)研究進(jìn)程。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，老先生總共發(fā)表了近千篇論文，被引用的次數(shù)達(dá)到了13萬+，H指數(shù)高達(dá)165，研究領(lǐng)域眾多，每個(gè)領(lǐng)域均有突出的成就！

近日，作為曾經(jīng)的學(xué)生，英國(guó)劍橋大學(xué)Clare P. Grey教授和美國(guó)東北大學(xué)Laura H. Lewis教授以“John B. Goodenough (1922-2023)”為題在Science上回顧了“足夠好”老先生的一生！

其中，被引次數(shù)最高的3篇文章均是鋰電領(lǐng)域，分別是：

1）以“Challenges for rechargeable Li batteries”為題發(fā)表在Chemistry of materials；

2）以“Phospho-olivines as positive-electrode materials for rechargeable lithium batteries”為題發(fā)表在Journal of the electrochemical society；

3）以“The Li-ion rechargeable battery: a perspective”為題發(fā)表在Journal of the American Chemical Society。

1922年7月25日，John Goodenough出生在德國(guó)耶拿，在康涅狄格州長(zhǎng)大。1943年，他獲得耶魯大學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)士學(xué)位，1942年至1948年擔(dān)任二戰(zhàn)期間美國(guó)空軍上尉。1952年，他在芝加哥大學(xué)獲得物理學(xué)博士學(xué)位，用他的話說，是一篇“謙虛的論文”，研究了合金作為電子構(gòu)型的結(jié)構(gòu)變化。

隨后，老先生避開了傳統(tǒng)的學(xué)術(shù)生涯，加入了麻省理工學(xué)院的林肯實(shí)驗(yàn)室。1976年，他成為牛津大學(xué)無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的負(fù)責(zé)人，10年后，他進(jìn)入德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校，一直擔(dān)任機(jī)械工程系的主席教授，直到去世。

總的來看，老先生大學(xué)學(xué)習(xí)從古典文學(xué)、哲學(xué)橫跨到數(shù)學(xué)專業(yè)，二戰(zhàn)期間參軍研究氣象數(shù)據(jù)，然后30歲時(shí)拿到物理學(xué)博士，隨后在54歲時(shí)開始研究鋰電池，57歲發(fā)明鈷酸鋰正極材料，75歲發(fā)明磷酸鐵鋰正極材料，年過九旬著手研究新型固態(tài)鋰電池和鈉電池。

John Goodenough早期從理論角度對(duì)固體的理解為他后來的實(shí)驗(yàn)探究奠定了基礎(chǔ)，使他能夠以新的方式看待現(xiàn)有材料，并為創(chuàng)造具有設(shè)計(jì)師功能的新型材料提供了藍(lán)圖。

他在冷戰(zhàn)高峰期開始了他有影響力的工作。林肯實(shí)驗(yàn)室由空軍于1950年建立，開發(fā)了美國(guó)第一個(gè)防空系統(tǒng)，結(jié)合了雷達(dá)，通信和早期的數(shù)字計(jì)算機(jī)來探測(cè)和跟蹤敵機(jī)。為了追求更快的計(jì)算機(jī)內(nèi)存，老先生研究了磁性氧化物，提供了從化學(xué)鍵和自旋取向一直到微觀結(jié)構(gòu)和性能的見解。

1955年，他發(fā)表了一系列預(yù)測(cè)，描述了兩個(gè)過渡金屬磁陽離子如何通過中間的氧陰離子相互作用。這些規(guī)則由Junjiro Kanamori于1959年更新，現(xiàn)在被稱為Goodenough-Kanamori規(guī)則，有助于形成人們對(duì)磁系統(tǒng)中磁耦合的理解，并且至今仍在使用。

基于他的基本思想，老先生探索了諸如電子傳輸?shù)木植颗c帶描述以及氧化物中的Jahn-Teller失真和自旋軌道耦合效應(yīng)等現(xiàn)象。這些努力最終為隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，至今仍然是計(jì)算的基本組成部分。此外，他的工作還激發(fā)了超導(dǎo)體、可充電電池和多相催化突破的想法。

在20世紀(jì)70年代，在能源危機(jī)的推動(dòng)下，老先生將注意力轉(zhuǎn)向了捕獲和儲(chǔ)存能量的方法。

1975年，他發(fā)表了第一份關(guān)于磷酸鋯鈉家族中非常高的鈉離子電導(dǎo)率的報(bào)告，這項(xiàng)工作揭示了鈉（Na）超離子導(dǎo)體（NASICONs）領(lǐng)域，這是一系列Na和鋰（Li）離子導(dǎo)體，現(xiàn)已被廣泛研究，分別作為液態(tài)和固態(tài)電池的電極材料和離子導(dǎo)體，這也使他認(rèn)識(shí)到骨架結(jié)構(gòu)內(nèi)的共價(jià)效應(yīng)改變了氧化還原活性離子的氧化還原電位。

他對(duì)這種現(xiàn)象的早期想法，創(chuàng)造了“誘導(dǎo)效應(yīng)”，仍然在該領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。同時(shí)，老先生演示了在高壓下從層狀氧化物中可逆提取鋰，他指出，“鈷價(jià)格昂貴，對(duì)制造商幾乎沒有吸引力。具有諷刺意味的是，10年后，索尼使用鈷酸鋰制造了第一個(gè)可逆鋰離子電池。

1983年，Michael Thackeray帶著一袋鐵基尖晶石寶石從南非來到這里。他和John Goodenough一起開發(fā)了錳尖晶石，其不是作為磁性結(jié)構(gòu)或跳躍半導(dǎo)體，而是作為鋰離子電池的高倍率鋰離子正極材料。因此，2019年，老先生因其對(duì)鋰離子電池開發(fā)的貢獻(xiàn)而獲得諾貝爾獎(jiǎng)。

高溫氧化銅超導(dǎo)體于1986年突然問世，老先生和他當(dāng)時(shí)在德克薩斯大學(xué)的博士后Arumugam Manthiram通過研究釔鋇銅氧化物的合成和摻雜開始了他們的長(zhǎng)期合作。

1997年，老先生和博士后Akshaya K. Padhi開發(fā)了橄欖石磷酸鐵鋰作為正極材料，現(xiàn)在商業(yè)化應(yīng)用的廉價(jià)和高倍率電池。約翰在他的余生中繼續(xù)推進(jìn)對(duì)鈣鈦礦材料中具有巨大磁電阻的磁和軌道有序耦合的理解，這在自旋電子學(xué)有著持久的興趣。

Clare P. Grey在學(xué)生時(shí)代遇到了John Goodenough，并回憶起他勇敢地教二年級(jí)本科生全新的概念，這些概念與她今天的工作仍然相關(guān)。她后來通過美國(guó)能源部電池研究計(jì)劃與John Goodenough合作。

同時(shí)，Laura H. Lewis是一名博士生，在John Goodenough的指導(dǎo)下在德克薩斯大學(xué)機(jī)械工程系學(xué)習(xí)，他穿著紐扣粉色襯衫和標(biāo)志性的領(lǐng)結(jié)，提供了正式但善良和耐心的監(jiān)督，傳達(dá)了他的很高的期望。

更加重要的一點(diǎn)是，老先生要求他的學(xué)生參加他所有的研究生課程，這是一項(xiàng)耗時(shí)的工作，回想起來，但這又是一個(gè)偉大的決定。正是在那些沒有教科書的課程中，他傳達(dá)了他對(duì)自然如何在原子尺度上運(yùn)作的獨(dú)特而直觀的理解。

與John Goodenough的互動(dòng)以他富有感染力的笑聲為標(biāo)志，這種笑聲緩慢、響亮、有點(diǎn)刺耳，能傳達(dá)出驚訝、喜悅、懷疑、困惑或諷刺，讓那些足夠了解他的人能夠了解他的想法

總的來看，老先生的工作既跨學(xué)科又國(guó)際化，他培養(yǎng)并與世界各地的科學(xué)家合作。他對(duì)科學(xué)的貢獻(xiàn)跨越了71年，他的遺產(chǎn)將更加長(zhǎng)久，他創(chuàng)造的技術(shù)將定義21世紀(jì)及以后。