中國(guó)粉體網(wǎng)訊 氣候變化是一個(gè)全球性問(wèn)題，需清除大氣中的溫室氣體來(lái)控制地球溫度。植樹(shù)造林被認(rèn)為是最有效的碳吸收方法之一，但旱地占地球陸地面積的40%，植被覆蓋率低，對(duì)碳匯貢獻(xiàn)小。增加旱地植被覆蓋率和生長(zhǎng)量是提升碳匯能力的重要機(jī)會(huì)，但面臨環(huán)境限制和水分損失等挑戰(zhàn)。此外，即使植物在干旱環(huán)境中成功生長(zhǎng)，也可能會(huì)降低反照率，導(dǎo)致當(dāng)?shù)刈兣?yīng)，抵消光合作用產(chǎn)生的固碳效應(yīng)。因此，制定節(jié)能節(jié)水的植樹(shù)造林策略至關(guān)重要，以實(shí)現(xiàn)旱地的可持續(xù)植物栽培和碳固存。
在這里，南京大學(xué)朱嘉教授、張永光教授和朱斌副教授共同介紹一種光合作用輻射冷卻薄膜，它能降低環(huán)境空氣溫度，最大程度地減少水分蒸發(fā)，并提高旱地植物的光合作用。根據(jù)作者的評(píng)估，與沒(méi)有薄膜的情況相比，在全球范圍內(nèi)將薄膜應(yīng)用于旱地植物可增加約40%的碳匯。這項(xiàng)工作凸顯了下一代技術(shù)的發(fā)展，這些技術(shù)可以解決氣候變化中水-食物-能源之間的關(guān)系。相關(guān)成果以“A photosynthetically active radiative cooling film”為題發(fā)表在《Nature Sustainability》上。
南京大學(xué)，朱嘉教授
個(gè)人簡(jiǎn)介：
朱嘉，南京大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師，國(guó)家杰出青年基金獲得者，教育部科技委委員，美國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)會(huì)士，英國(guó)皇家化學(xué)學(xué)會(huì)會(huì)士。2010年獲美國(guó)斯坦福大學(xué)工學(xué)博士學(xué)位，師從大牛崔屹。隨后在加州大學(xué)伯克利分校和勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室做博后，期間獲得“中國(guó)政府優(yōu)秀留學(xué)生獎(jiǎng)”、“國(guó)際材料學(xué)會(huì)優(yōu)秀研究生金獎(jiǎng)”和“美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)無(wú)機(jī)化學(xué)青年科學(xué)家” 等稱號(hào)。2013年9月回到南京大學(xué)組建納米能源研究小組，2016年入選美國(guó)《麻省理工學(xué)院技術(shù)評(píng)論》第十六屆全球35歲以下創(chuàng)新者榜單；2019年獲得國(guó)家杰出青年科學(xué)基金資助。曾獲第二界科學(xué)探索獎(jiǎng)（2020）、陳嘉庚青年科學(xué)家獎(jiǎng)（2018）、美國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)青年科學(xué)家獎(jiǎng)(2017)、江蘇省五四青年獎(jiǎng)?wù)拢?017）、杜邦青年教授獎(jiǎng)(2016)、饒毓泰基礎(chǔ)光學(xué)獎(jiǎng)優(yōu)秀獎(jiǎng)（2016）、麻省理工技術(shù)評(píng)論全球青年創(chuàng)新人物獎(jiǎng)(2016)等。
科睿唯安全球高被引科學(xué)家，迄今為止，在Nature、Nature系列、Science系列、Joule、PNAS、Nano Letters、Advanced Materials等國(guó)際高影響力學(xué)術(shù)期刊發(fā)表論文160余篇，他引超過(guò)29000余次，授權(quán)專利10項(xiàng), 受邀在政府，國(guó)際會(huì)議及世界著名學(xué)府做過(guò)70多場(chǎng)大會(huì)、特邀專題報(bào)告。擔(dān)任雜志Nanophotonics的責(zé)任編輯，Advanced Photonics、Nano Research的編委。同時(shí)是40多個(gè)國(guó)際學(xué)術(shù)期刊的特約審稿人。
研究方向：
納米材料合成和表征、納米光子學(xué)、納米熱傳輸能源轉(zhuǎn)化與存儲(chǔ) (光伏、熱電以及鋰電池)。針對(duì)新能源和水資源利用等國(guó)家戰(zhàn)略需求及其交叉科學(xué)前沿，基于人工微結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思想，主要開(kāi)展微納結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制備、基于能源材料的光學(xué)-熱學(xué)性質(zhì)調(diào)控，以及太陽(yáng)能界面光熱轉(zhuǎn)換與海水淡化等方面的研究工作。
回憶往昔：做時(shí)間的朋友
朱嘉教授剛上大學(xué)之時(shí)，遇上一位勤奮好學(xué)的室友。于是，他也加入了“早出晚歸”的行列，把全部的精力都投入到學(xué)習(xí)中。在朱嘉教授看來(lái)，正是因?yàn)槟洗蟮耐寥�，吸引了全�?guó)各地的優(yōu)秀學(xué)子，這些人聚集起來(lái)，相互促進(jìn)，形成了良性循環(huán)。
從南大學(xué)子到南大教授，輾轉(zhuǎn)上萬(wàn)公里，歷經(jīng)數(shù)載春秋，朱嘉教授永葆好奇之心，不斷求索前進(jìn)。他明白，若要做好學(xué)術(shù)，必須要做時(shí)間的朋友，這也成為他日后學(xué)術(shù)研究的格言。
“科學(xué)和技術(shù)每前進(jìn)一步都不容易，我們一步步地往前走，走到今天，還是有很多問(wèn)題沒(méi)有解決�！泵慨�(dāng)在科研中面對(duì)未知艱辛求索，在好奇心驅(qū)動(dòng)下不斷向前的時(shí)候，朱嘉教授明白，自己只要找準(zhǔn)方向去努力就足夠了，剩下的一切，交給時(shí)間。
直面困難、探索未知，是科研路上的常態(tài)�！霸谥R(shí)層面，驅(qū)動(dòng)力就是好奇心，對(duì)于一件事情，我感到好奇，想要刨根問(wèn)底，所以一步步往前探索；而在應(yīng)用中，這種驅(qū)動(dòng)力則是社會(huì)需求。”這，就是朱嘉教授和他的課題組一直以來(lái)所堅(jiān)持的信念�！暗缆肥乔鄣�，但做時(shí)間的朋友一定沒(méi)錯(cuò)�！�
學(xué)術(shù)研究：玩轉(zhuǎn)材料，調(diào)控冷熱
海水淡化的一種簡(jiǎn)單辦法就是蒸餾。但是，自然界的水循環(huán)比較慢，因?yàn)楹Ｑ髮?duì)太陽(yáng)光輻射的吸收能力有限，也就是海平面不夠熱，‘太冷’了。陽(yáng)光下，穿黑衣服會(huì)比穿白衣服熱，那么，如何給海平面穿上黑色的衣服？
朱嘉給出了技術(shù)解決方案：納米黑金。他們創(chuàng)新性地將氧化鋁多孔模板與金屬納米顆粒自組裝技術(shù)相結(jié)合，成功設(shè)計(jì)并制備了當(dāng)時(shí)世界上最黑的超寬帶、高效金屬吸收體——在400nm到10μm波段達(dá)到99%的光吸收效率。納米黑金材料強(qiáng)大的光熱轉(zhuǎn)換能力，能將表層的水迅速蒸發(fā)，獲得干凈的蒸餾水并達(dá)到飲用水標(biāo)準(zhǔn)。在2018年，他們寫(xiě)Nature Energy總結(jié)了‘太陽(yáng)能蒸餾器’的發(fā)展：Solar-driven interfacial evaporation。
夏天太熱，恨不得穿上空調(diào)。陽(yáng)光下，穿白衣服會(huì)比穿黑衣服涼快，這是因?yàn)橥ǔ３拾咨奈矬w對(duì)輻射的反射能力強(qiáng)。普通衣服對(duì)可見(jiàn)光的反射比較好，但是有機(jī)物對(duì)中紅外波段的反射還是比較少的。
朱嘉教授對(duì)輻射調(diào)控非常在行，2020年在Nature Nanotechnology發(fā)表一篇文章，他們?cè)O(shè)計(jì)并制備了聚合物納米纖維的薄膜，能夠?qū)崿F(xiàn)選擇性中紅外發(fā)射，有效的陽(yáng)光反射，因此具有出色的全天輻射冷卻性能，在0.3–2.5 um波長(zhǎng)范圍內(nèi)可實(shí)現(xiàn)96.3％的高反射率。
2020年5月，南京大學(xué)朱嘉教授、周林教授、祝世寧教授與北京大學(xué)馬仁敏教授一起發(fā)表了一篇Nature。做的材料也是挺讓人震驚的：鈉膜。用來(lái)做什么用呢？——鈉基等離子激元光子器件。這篇Nature結(jié)果表明，表面等離激元在Na-SiO2界面的傳播長(zhǎng)度可達(dá)200 um, 同時(shí)實(shí)現(xiàn)了鈉基等離激元波導(dǎo)和納米激光。
寄語(yǔ)青年：有一份“熱”，發(fā)一份“光”
在他眼中，做科研、與學(xué)生一同探討學(xué)術(shù)問(wèn)題，是特別享受的一件事。朱嘉教授的許多學(xué)生，畢業(yè)之后，或是走上科研崗位，或是與他一道做學(xué)術(shù)成果轉(zhuǎn)化，“大家有著共同的價(jià)值觀，一起在打磨，一起在探索，我覺(jué)得這是一種幸運(yùn)。”
作為一名教師，朱嘉教授談到了他對(duì)新時(shí)代青年的期許。他認(rèn)為，每代人都會(huì)面對(duì)不同的挑戰(zhàn)，都要走好自己的路�！拔覀兩硖幤渲�，這不是我們的選擇，而是客觀世界在發(fā)生變化，我們只能從容應(yīng)對(duì)�！敝旒谓淌谡J(rèn)為，時(shí)代變遷背景下，挑戰(zhàn)是巨大的，要做好心理準(zhǔn)備，做好攻堅(jiān)克難的準(zhǔn)備，不能逃避，一逃避就被動(dòng)了，只能正面去扛，該是誰(shuí)的責(zé)任就需要誰(shuí)把事做好。
他表示，現(xiàn)在國(guó)際環(huán)境發(fā)生這樣大的變化，心態(tài)的調(diào)整非常重要，要放棄幻想，準(zhǔn)備斗爭(zhēng)，在對(duì)于時(shí)代有一個(gè)清晰認(rèn)知的基礎(chǔ)上，走好新時(shí)代青年的路，“有一份熱，發(fā)一份光”，民族復(fù)興的愿景才能變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。時(shí)間不會(huì)辜負(fù)每一份努力，夢(mèng)想亦不會(huì)怠慢每一個(gè)腳印。
參考來(lái)源：
1、南大青年：強(qiáng)國(guó)有我征程路丨朱嘉教授：有一份“熱”，發(fā)一份“光”
2、微算云平臺(tái)：崔屹高徒，南大朱嘉，太冷太熱，‘鈉’就找他，一起發(fā)Nature！
3、石化研會(huì)新媒體部：朱嘉教授——南京大學(xué)
4、高分子科學(xué)前沿：他，31歲成為教授，37歲獲國(guó)家杰青資助，最新成果登上Nature Sustainability！
（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/青黎）
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