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崔屹高徒,南大朱嘉,太冷太热,‘钠’就找他,一起发Nature!

微算云平台 | 做计算找华算,关注微算云平台 2022/01/14 14:31

南大朱嘉

朱嘉,本科从南京大学毕业 物理学学士,本科毕业去了斯坦福大学攻读博士学位, 师从大牛崔屹 ,随后在加州大学伯克利分校和劳伦斯伯克利国家实验室做博后, 然后回来当南京大学教授。

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这种回到母校当教授的案例很多, 青出于蓝而胜于蓝。

朱嘉2013年回国 ,长期从事微纳结构在太阳能转换与能源存储领域的研究, 不到10年 ,在Nature、Nature Photonics、 Nature Materials、National Science Review、Joule、PNAS、Advanced Materials 等国际高影响力学术期刊发表论文 100余篇,他引超过10000次,申请国际、国家专利10项

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获得的荣誉及成就也非常多:科技部“青年973”首席科学家,国家杰出青年基金获得者, 2022年美国光学学会会士 ,英国皇家化学学会会士,Nanophotonics执行编辑,Advanced Photonics、Nano Research的编委,同时是40多个国际学术期刊的特约审稿人。近期获得的奖项包括: 科学探索奖(2020) 、日内瓦国际发明展特别嘉许金奖(2019)、陈嘉庚青年科学家奖(2018)、美国光学学会青年科学家奖(2017)、江苏省五四青年奖章(2017)、杜邦青年教授奖(2016)、饶毓泰基础光学奖优秀奖(2016)、麻省理工技术评论全球青年创新人物奖(2016)等。

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介绍下‘ 科学探索奖 ’:2018年,“科学探索奖”由腾讯公司董事会主席兼首席执行官、腾讯基金会发起人马化腾,与北京大学教授饶毅,携手杨振宁等十几位知名科学家共同发起。该奖项面向基础科学和前沿技术领域,支持在中国内地及港澳地区全职工作、45周岁及以下青年科技工作者。 获奖者每人将在5年内获得总计300万元人民币的奖金,并且可以自由支配。

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2022年1月1日,第四届 “科学探索奖” 申报工作正式启动,官网 http://www.xplorerprize.org,300万大奖赶紧申请~早日实现学术自由!

海水淡化

海水淡化的一种简单办法就是蒸馏。

但是,自然界的水循环比较慢,因为海洋对太阳光辐射的吸收能力有限, 也就是海平面不够热,‘太冷’了。

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阳光下,穿黑衣服会比穿白衣服热,这是因为通常呈 黑色的物体是较好的热吸收体 ,较易吸收各种波长的光。

那么,如何给海平面穿上黑色的衣服?朱嘉给出了技术解决方案:纳米黑金。

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他们创新性地将氧化铝多孔模板与金属纳米颗粒自组装技术结合起来,成功设计并制备了世界上最黑的超宽带、高效金属吸收体—— 在400nm到10 μm波段达到99%的光吸收效率 。纳米黑金材料强大的光热转换能力,能将表层的水迅速蒸发,获得干净的蒸馏水并达到饮用水标准。

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这篇Science Advances出来后,推动了领域发展,目前被引用 770次 受到了Science的报道,还上了CCTV。

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在2018年,他们写Nature Energy总结了‘ 太阳能蒸馏器 ’的发展:Solar-driven interfacial evaporation。

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穿上‘空调’

夏天太热,恨不得穿上空调。

阳光下,穿白衣服会比穿黑衣服凉快,这是因为通常呈 白色的物体对辐射的反射能力强

普通衣服对可见光的反射比较好,但是有机物对 中红外波段 的反射还是比较少的。

朱嘉教授对辐射调控非常在行, 2020年在Nature Nanotechnology 发表一篇文章,他们设计并制备了聚合物纳米纤维的薄膜,能够实现选择性中红外发射,有效的阳光反射,因此具有出色的全天辐射冷却性能,在0.3–2.5 um波长范围内可实现96.3%的高反射率。

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太热了,在2021年他们再发一篇Nature Nanotechnology ,这次用的是丝绸,纳米加工后的丝绸与天然丝绸相比,可以使模拟皮肤的温度降低8 ℃。

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‘钠’一起发Nature

2020年5月,南京大学朱嘉教授、周林教授、祝世宁教授与北京大学马仁敏教授一起发表了一篇Nature。

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做到材料也是挺让人震惊的: 钠膜

钠如此活泼,他们真是艺高人胆大,成功制备出了薄膜(本文亮点之一,钠熔点低,成了优点)

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用来做什么用呢?—— 钠基等离子激元光子器件 (组合在一起就看不懂的词)。

等离子激元 表面等离激元是一种束缚在金属和介质材料交界面上的表面 电磁波 ,这种电磁波与金属的振荡电荷相互耦合在一起向前传输,其场分布被束缚在亚波长尺寸之下,突破了经典光学中的衍射极限,可作为未来纳米光子器件和光子回路的信息载体。 简单来说,等离子激元就是电磁波 对于电磁波(等离子激元)的研究不外乎‘产生’、‘探测’还有‘操控’。

这篇Nature结果表明,表面等离激元在Na-SiO

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界面的传播长度可达200 um, 同时实现了钠基等离激元波导和纳米激光。

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