“微纳尺度光热调控及应用”获浙江省自然科学奖一等奖
7月11日，全省科技创新大会在浙江省人民大会堂举行。会上公布了2021年度浙江省自然科学奖、技术发明奖和科学技术进步奖等多个奖项。其中，由仇旻、李强、赵鼎、阮智超合作完成的“微纳尺度光热调控及应用”，荣获2021年度浙江省自然科学奖一等奖。西湖大学工学院国强讲席教授仇旻为第一完成人，完成单位浙江大学、西湖大学。
有别于传统的宏观材料体系，微纳米尺度下的结构，极大改变了光与物质的相互作用，从而产生一系列新机理、新现象和新应用。仇旻团队的研究就是据此展开。早在2010年，他们就设计并实现了金属微纳结构的光波段高效吸收，成为微纳尺度光吸收领域的先驱。之后，他们沿着“光吸收”和“热辐射”两个方向继续深耕，取得一系列重要成果。
在光吸收方面，研究团队首次实现真空环境下光致物体运动。该研究摆脱了传统光驱动对液体环境的依赖，开辟了非液体环境下光驱动的细分领域，研究成果登上《物理评论快报》期刊封面并成为编辑推荐论文。研究团队还研发出用于模拟运算的微分器件，是国际上最早报道亚波长厚度的光学模拟运算器件，研究成果入选了“2017中国光学十大进展”。
非液体环境光热纳米驱动技术登上《物理评论快报》封面
在热辐射方面，研究团队利用微纳光子结构复合相变材料，通过光场的局域增强放大热辐射的变化，成功突破热辐射调控的瓶颈，即斯特藩-玻尔兹曼定律。具体来讲，在室温附近，如需将辐射强度翻倍，目标需要升温60℃左右，而使用研究团队创新的材料结构体系，目标温度变化不到10℃即可实现。
基于微纳尺度光热调控，研究团队还研发出具有保温、散热、发电等多功能的热管理织物。相当于一件“衣服”仅需进行“正反面”翻转，就能如室内空调一般切换散热和保温两种模式，并且这件“衣服”还可以用于热发电，为随身佩戴的可穿戴电子设备充电。这种工艺还可以应用于建筑物的热管理、红外伪装等。
微纳热管理织物工作场景
基础科学研究的魅力在于，一旦在理论层面实现突破，很可能就此开启了一个新世界。仇旻称，虽然他们在微纳尺度光热调控及应用方面的研究已持续15年，前后发表了80多篇论文，并针对光吸收和热辐射的基础难题分别提出了解决方案，“但目前我们所见还只是‘冰山一角’。下一步，我们将继续探索微纳尺度下光与物质相互作用的机理，并加快推进光热纳米驱动等新技术走出实验室、走向市场，为国家和地方经济社会发展贡献力量。”
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