中國粉體網訊 氣候變化是一個全球性問題，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會，但面臨環境限制和水分損失等挑戰。此外，即使植物在干旱環境中成功生長，也可能會降低反照率，導致當地變暖效應，抵消光合作用產生的固碳效應。因此，制定節能節水的植樹造林策略至關重要，以實現旱地的可持續植物栽培和碳固存。
在這里，南京大學朱嘉教授、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，它能降低環境空氣溫度，最大程度地減少水分蒸發，并提高旱地植物的光合作用。根據作者的評估，與沒有薄膜的情況相比，在全球范圍內將薄膜應用于旱地植物可增加約40%的碳匯。這項工作凸顯了下一代技術的發展，這些技術可以解決氣候變化中水-食物-能源之間的關系。相關成果以“A photosynthetically active radiative cooling film”為題發表在《Nature Sustainability》上。
南京大學，朱嘉教授
個人簡介：
朱嘉，南京大學教授、博士生導師，國家杰出青年基金獲得者，教育部科技委委員，美國光學學會會士，英國皇家化學學會會士。2010年獲美國斯坦福大學工學博士學位，師從大牛崔屹。隨后在加州大學伯克利分校和勞倫斯伯克利國家實驗室做博后，期間獲得“中國政府優秀留學生獎”、“國際材料學會優秀研究生金獎”和“美國化學學會無機化學青年科學家” 等稱號。2013年9月回到南京大學組建納米能源研究小組，2016年入選美國《麻省理工學院技術評論》第十六屆全球35歲以下創新者榜單；2019年獲得國家杰出青年科學基金資助。曾獲第二界科學探索獎（2020）、陳嘉庚青年科學家獎（2018）、美國光學學會青年科學家獎(2017)、江蘇省五四青年獎章（2017）、杜邦青年教授獎(2016)、饒毓泰基礎光學獎優秀獎（2016）、麻省理工技術評論全球青年創新人物獎(2016)等。
科睿唯安全球高被引科學家，迄今為止，在Nature、Nature系列、Science系列、Joule、PNAS、Nano Letters、Advanced Materials等國際高影響力學術期刊發表論文160余篇，他引超過29000余次，授權專利10項, 受邀在政府，國際會議及世界著名學府做過70多場大會、特邀專題報告。擔任雜志Nanophotonics的責任編輯，Advanced Photonics、Nano Research的編委。同時是40多個國際學術期刊的特約審稿人。
研究方向：
納米材料合成和表征、納米光子學、納米熱傳輸能源轉化與存儲 (光伏、熱電以及鋰電池)。針對新能源和水資源利用等國家戰略需求及其交叉科學前沿，基于人工微結構設計思想，主要開展微納結構設計與制備、基于能源材料的光學-熱學性質調控，以及太陽能界面光熱轉換與海水淡化等方面的研究工作。
回憶往昔：做時間的朋友
朱嘉教授剛上大學之時，遇上一位勤奮好學的室友。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習中。在朱嘉教授看來，正是因為南大的土壤，吸引了全國各地的優秀學子，這些人聚集起來，相互促進，形成了良性循環。
從南大學子到南大教授，輾轉上萬公里，歷經數載春秋，朱嘉教授永葆好奇之心，不斷求索前進。他明白，若要做好學術，必須要做時間的朋友，這也成為他日后學術研究的格言。
“科學和技術每前進一步都不容易，我們一步步地往前走，走到今天，還是有很多問題沒有解決�！泵慨斣诳蒲兄忻鎸ξ粗D辛求索，在好奇心驅動下不斷向前的時候，朱嘉教授明白，自己只要找準方向去努力就足夠了，剩下的一切，交給時間。
直面困難、探索未知，是科研路上的常態。“在知識層面，驅動力就是好奇心，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；而在應用中，這種驅動力則是社會需求。”這，就是朱嘉教授和他的課題組一直以來所堅持的信念。“道路是曲折的，但做時間的朋友一定沒錯�！�
學術研究：玩轉材料，調控冷熱
海水淡化的一種簡單辦法就是蒸餾。但是，自然界的水循環比較慢，因為海洋對太陽光輻射的吸收能力有限，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？
朱嘉給出了技術解決方案：納米黑金。他們創新性地將氧化鋁多孔模板與金屬納米顆粒自組裝技術相結合，成功設計并制備了當時世界上最黑的超寬帶、高效金屬吸收體——在400nm到10μm波段達到99%的光吸收效率。納米黑金材料強大的光熱轉換能力，能將表層的水迅速蒸發，獲得干凈的蒸餾水并達到飲用水標準。在2018年，他們寫Nature Energy總結了‘太陽能蒸餾器’的發展：Solar-driven interfacial evaporation。
夏天太熱，恨不得穿上空調。陽光下，穿白衣服會比穿黑衣服涼快，這是因為通常呈白色的物體對輻射的反射能力強。普通衣服對可見光的反射比較好，但是有機物對中紅外波段的反射還是比較少的。
朱嘉教授對輻射調控非常在行，2020年在Nature Nanotechnology發表一篇文章，他們設計并制備了聚合物納米纖維的薄膜，能夠實現選擇性中紅外發射，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波長范圍內可實現96.3％的高反射率。
2020年5月，南京大學朱嘉教授、周林教授、祝世寧教授與北京大學馬仁敏教授一起發表了一篇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結果表明，表面等離激元在Na-SiO2界面的傳播長度可達200 um, 同時實現了鈉基等離激元波導和納米激光。
寄語青年：有一份“熱”，發一份“光”
在他眼中，做科研、與學生一同探討學術問題，是特別享受的一件事。朱嘉教授的許多學生，畢業之后，或是走上科研崗位，或是與他一道做學術成果轉化，“大家有著共同的價值觀，一起在打磨，一起在探索，我覺得這是一種幸運�！�
作為一名教師，朱嘉教授談到了他對新時代青年的期許。他認為，每代人都會面對不同的挑戰，都要走好自己的路�！拔覀兩硖幤渲�，這不是我們的選擇，而是客觀世界在發生變化，我們只能從容應對。”朱嘉教授認為，時代變遷背景下，挑戰是巨大的，要做好心理準備，做好攻堅克難的準備，不能逃避，一逃避就被動了，只能正面去扛，該是誰的責任就需要誰把事做好。
他表示，現在國際環境發生這樣大的變化，心態的調整非常重要，要放棄幻想，準備斗爭，在對于時代有一個清晰認知的基礎上，走好新時代青年的路，“有一份熱，發一份光”，民族復興的愿景才能變為現實。時間不會辜負每一份努力，夢想亦不會怠慢每一個腳印。
參考來源：
1、南大青年：強國有我征程路丨朱嘉教授：有一份“熱”，發一份“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Nature！
3、石化研會新媒體部：朱嘉教授——南京大學
4、高分子科學前沿：他，31歲成為教授，37歲獲國家杰青資助，最新成果登上Nature Sustainability！
（中國粉體網編輯整理/青黎）
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