中国粉体网讯 气候变化是一个全球性问题，需清除大气中的温室气体来控制地球温度。植树造林被认为是最有效的碳吸收方法之一，但旱地占地球陆地面积的40%，植被覆盖率低，对碳汇贡献小。增加旱地植被覆盖率和生长量是提升碳汇能力的重要机会，但面临环境限制和水分损失等挑战。此外，即使植物在干旱环境中成功生长，也可能会降低反照率，导致当地变暖效应，抵消光合作用产生的固碳效应。因此，制定节能节水的植树造林策略至关重要，以实现旱地的可持续植物栽培和碳固存。
在这里，南京大学朱嘉教授、张永光教授和朱斌副教授共同介绍一种光合作用辐射冷却薄膜，它能降低环境空气温度，最大程度地减少水分蒸发，并提高旱地植物的光合作用。根据作者的评估，与没有薄膜的情况相比，在全球范围内将薄膜应用于旱地植物可增加约40%的碳汇。这项工作凸显了下一代技术的发展，这些技术可以解决气候变化中水-食物-能源之间的关系。相关成果以“A photosynthetically active radiative cooling film”为题发表在《Nature Sustainability》上。
南京大学，朱嘉教授
个人简介：
朱嘉，南京大学教授、博士生导师，国家杰出青年基金获得者，教育部科技委委员，美国光学学会会士，英国皇家化学学会会士。2010年获美国斯坦福大学工学博士学位，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，期间获得“中国政府优秀留学生奖”、“国际材料学会优秀研究生金奖”和“美国化学学会无机化学青年科学家” 等称号。2013年9月回到南京大学组建纳米能源研究小组，2016年入选美国《麻省理工学院技术评论》第十六届全球35岁以下创新者榜单；2019年获得国家杰出青年科学基金资助。曾获第二界科学探索奖（2020）、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。
科睿唯安全球高被引科学家，迄今为止，在Nature、Nature系列、Science系列、Joule、PNAS、Nano Letters、Advanced Materials等国际高影响力学术期刊发表论文160余篇，他引超过29000余次，授权专利10项, 受邀在政府，国际会议及世界著名学府做过70多场大会、特邀专题报告。担任杂志Nanophotonics的责任编辑，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。
研究方向：
纳米材料合成和表征、纳米光子学、纳米热传输能源转化与存储 (光伏、热电以及锂电池)。针对新能源和水资源利用等国家战略需求及其交叉科学前沿，基于人工微结构设计思想，主要开展微纳结构设计与制备、基于能源材料的光学-热学性质调控，以及太阳能界面光热转换与海水淡化等方面的研究工作。
回忆往昔：做时间的朋友
朱嘉教授刚上大学之时，遇上一位勤奋好学的室友。于是，他也加入了“早出晚归”的行列，把全部的精力都投入到学习中。在朱嘉教授看来，正是因为南大的土壤，吸引了全国各地的优秀学子，这些人聚集起来，相互促进，形成了良性循环。
从南大学子到南大教授，辗转上万公里，历经数载春秋，朱嘉教授永葆好奇之心，不断求索前进。他明白，若要做好学术，必须要做时间的朋友，这也成为他日后学术研究的格言。
“科学和技术每前进一步都不容易，我们一步步地往前走，走到今天，还是有很多问题没有解决。”每当在科研中面对未知艰辛求索，在好奇心驱动下不断向前的时候，朱嘉教授明白，自己只要找准方向去努力就足够了，剩下的一切，交给时间。
直面困难、探索未知，是科研路上的常态。“在知识层面，驱动力就是好奇心，对于一件事情，我感到好奇，想要刨根问底，所以一步步往前探索；而在应用中，这种驱动力则是社会需求。”这，就是朱嘉教授和他的课题组一直以来所坚持的信念。“道路是曲折的，但做时间的朋友一定没错。”
学术研究：玩转材料，调控冷热
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。阳光下，穿黑衣服会比穿白衣服热，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。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相结合，成功设计并制备了当时世界上最黑的超宽带、高效金属吸收体——在400nm到10μm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。在2018年，他们写Nature Energy总结了‘太阳能蒸馏器’的发展：Solar-driven interfacial evaporation。
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。
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。做的材料也是挺让人震惊的：钠膜。用来做什么用呢？——钠基等离子激元光子器件。这篇Nature结果表明，表面等离激元在Na-SiO2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。
寄语青年：有一份“热”，发一份“光”
在他眼中，做科研、与学生一同探讨学术问题，是特别享受的一件事。朱嘉教授的许多学生，毕业之后，或是走上科研岗位，或是与他一道做学术成果转化，“大家有着共同的价值观，一起在打磨，一起在探索，我觉得这是一种幸运。”
作为一名教师，朱嘉教授谈到了他对新时代青年的期许。他认为，每代人都会面对不同的挑战，都要走好自己的路。“我们身处其中，这不是我们的选择，而是客观世界在发生变化，我们只能从容应对。”朱嘉教授认为，时代变迁背景下，挑战是巨大的，要做好心理准备，做好攻坚克难的准备，不能逃避，一逃避就被动了，只能正面去扛，该是谁的责任就需要谁把事做好。
他表示，现在国际环境发生这样大的变化，心态的调整非常重要，要放弃幻想，准备斗争，在对于时代有一个清晰认知的基础上，走好新时代青年的路，“有一份热，发一份光”，民族复兴的愿景才能变为现实。时间不会辜负每一份努力，梦想亦不会怠慢每一个脚印。
参考来源：
1、南大青年：强国有我征程路丨朱嘉教授：有一份“热”，发一份“光”
2、微算云平台：崔屹高徒，南大朱嘉，太冷太热，‘钠’就找他，一起发Nature！
3、石化研会新媒体部：朱嘉教授——南京大学
4、高分子科学前沿：他，31岁成为教授，37岁获国家杰青资助，最新成果登上Nature Sustainability！
（中国粉体网编辑整理/青黎）
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