中國粉體網(wǎng)訊 氣候變化是一個(gè)全球性問題，需清除大氣中的溫室氣體來控制地球溫度。植樹造林被認(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，對碳匯貢獻(xiàn)小。增加旱地植被覆蓋率和生長量是提升碳匯能力的重要機(jī)會，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，也可能會降低反照率，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)作者的評估，與沒有薄膜的情況相比，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)人簡介：
朱嘉，南京大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師，國家杰出青年基金獲得者，教育部科技委委員，美國光學(xué)學(xué)會會士，英國皇家化學(xué)學(xué)會會士。2010年獲美國斯坦福大學(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家實(shí)驗(yàn)室做博后，期間獲得“中國政府優(yōu)秀留學(xué)生獎(jiǎng)”、“國際材料學(xué)會優(yōu)秀研究生金獎(jiǎng)”和“美國化學(xué)學(xué)會無機(jī)化學(xué)青年科學(xué)家” 等稱號。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《麻省理工學(xué)院技術(shù)評論》第十六屆全球35歲以下創(chuàng)新者榜單；2019年獲得國家杰出青年科學(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）、美國光學(xué)學(xué)會青年科學(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等國際高影響力學(xué)術(shù)期刊發(fā)表論文160余篇，他引超過29000余次，授權(quán)專利10項(xiàng), 受邀在政府，國際會議及世界著名學(xué)府做過70多場大會、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 (光伏、熱電以及鋰電池)。針對新能源和水資源利用等國家戰(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，正是因?yàn)槟洗蟮耐寥�，吸引了全國各地的�?yōu)秀學(xué)子，這些人聚集起來，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，還是有很多問題沒有解決。”每當(dāng)在科研中面對未知艱辛求索，在好奇心驅(qū)動下不斷向前的時(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層面，驅(qū)動力就是好奇心，對于一件事情，我感到好奇，想要刨根問底，所以一步步往前探索；而在應(yīng)用中，這種驅(qū)動力則是社會需求�！边@，就是朱嘉教授和他的課題組一直以來所堅(jiān)持的信念。“道路是曲折的，但做時(shí)間的朋友一定沒錯(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μ柟廨椛涞奈漳芰τ邢�，也就是海平面不夠熱，‘太冷’了。陽光下，穿黑衣服會比穿白衣服熱，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Nature Energy總結(jié)了‘太陽能蒸餾器’的發(fā)展：Solar-driven interfacial evaporation。
夏天太熱，恨不得穿上空調(diào)。陽光下，穿白衣服會比穿黑衣服涼快，這是因?yàn)橥ǔ３拾咨奈矬w對輻射的反射能力強(qiáng)。普通衣服對可見光的反射比較好，但是有機(jī)物對中紅外波段的反射還是比較少的。
朱嘉教授對輻射調(diào)控非常在行，2020年在Nature Nanotechnology發(fā)表一篇文章，他們設(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，我覺得這是一種幸運(yùn)。”
作為一名教師，朱嘉教授談到了他對新時(shí)代青年的期許。他認(rèn)為，每代人都會面對不同的挑戰(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。”朱嘉教授認(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，一逃避就被動了，只能正面去扛，該是誰的責(zé)任就需要誰把事做好。
他表示，現(xiàn)在國際環(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，在對于時(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)間不會辜負(fù)每一份努力，夢想亦不會怠慢每一個(gè)腳印。
參考來源：
1、南大青年：強(qiáng)國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：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歲獲國家杰青資助，最新成果登上Nature Sustainability！
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/青黎）
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