王中林院士榮獲世界能源領域「諾貝爾獎」——埃尼獎

埃尼獎(Eni Award)是世界能源領域最權威、最負盛名的獎項,被譽為世界能源領域的“諾貝爾獎”( The Nobel Prize for energy ),與計算機界圖靈獎、數學界的菲爾茲獎及沃爾夫獎等並稱為領域性的最高獎項。

2018年7月23日,埃尼獎組委會在意大利羅馬正式宣佈:根據科學委員會最終評選結果,決定將第十一屆埃尼“前沿能源獎”(Energy Frontiers Prize)授予王中林院士,獎金為20萬歐元(摺合人民幣153萬元),以表彰他首次發明納米發電機、開創自驅動系統與藍色能源兩大原創領域,並把納米發電機應用於物聯網、傳感網絡、環境保護、人工智能等新時代能源領域所做出的先驅性的重大貢獻。

王中林院士榮獲世界能源領域“諾貝爾獎”——埃尼獎

王中林院士是迄今為止獲得埃尼獎的第一位華人科學家,也是在中國境內現職工作期間獲此重大國際性獎項的第一位科學家。

根據組委會安排,埃尼獎頒獎儀式將於今年10月22日在羅馬市的奎里納爾宮(Palazzo del Quirinale)舉行,屆時意大利總統馬塔雷拉(Sergio Mattarella)及意大利埃尼集團董事長、CEO等公司高管將出席頒獎儀式。此外,本屆埃尼獎還評選出其他四個獎項的獲獎人,分別是美國伯克利大學的Omar M. Yaghi獲得埃尼“能源轉化獎”(The Energy Transition Award),韓國先進科技學院的Sang Yup Lee獲埃尼“環境先進技術獎”(the Advanced Environmental Solutions Award),來自剛果和南非的2名學者獲得埃尼“非洲青年人才獎”(The Young Talent from Africa Award),來自意大利的2名年輕學者獲得埃尼“年度優秀青年學者”(The Young Researcher of the Year Award)。

王中林院士榮獲世界能源領域“諾貝爾獎”——埃尼獎

埃尼獎官網截圖https://www.eni.com/en_IT/media/2018/07/winners-of-the-2018-eni-awards-announced

王中林是中國科學院外籍院士、歐洲科學院院士、臺灣中央研究院院士,中國科學院北京納米能源與系統研究所創始所長和首席科學家、中國科學院大學納米科學與技術學院院長,美國佐治亞理工學院終身校董事講席教授、Hightower終身講席教授。王院士還是美國物理學會、科學發展協會、材料學會、陶瓷學會、顯微學會會士(fellow)和英國皇家化學學會會士(fellow)。

王中林院士是國際公認的納米科學與技術領域的領軍型科學家,目前位居全球納米領域H指數及影響力第1名他首次發明了納米發電機和自驅動納米系統技術,被譽為“納米發電機之父”。他是壓電電子學和壓電光電子學兩大學科的奠基人,發明了壓電納米發電機和摩擦納米發電機,首次提出並發展了自驅動系統,首先提出藍色能源等大原創概念,並將納米能源推廣為“新時代的能源——即物聯網、傳感網絡、大數據時代的分佈式移動式能源”。這一應用於物聯網、傳感網絡和大數據時代的新能源技術,將開啟人類能源模式新篇章,為微納電子系統發展和物聯網、傳感網絡實現能源自給和自驅動提供了新途徑。王中林領導下的中科院北京納米能源與系統研究所因擁有原創的理論、原創的學科、原創的技術成為世界納米能源與自驅動系統研究領域的領頭羊。

2018年第十一屆埃尼獎評審機構——科學委員會因王中林院士在納米發電機理論和技術方面的重大原創性貢獻,以及對人類能源革命帶來的可預估性的巨大前景,決定授予他埃尼前沿能源獎。這是對王教授多年來所開創的基於納米發電機的納米能源與自驅動傳感領域的最大國際認可,也是對他的研究成果在能源與環境技術應用方面的最高的權威性肯定。根據Google Scholar 2018年6月的公開數據,王中林院士的學術論文已被引用16.15萬次以上,被引用H因子(h-index)達207,學術影響力與H指數繼續位居世界納米科技和納米科學領域第1名,充分體現了他在學術方面的卓越地位。這兩項榮譽的獲得,足以證明了王中林教授力行的學術與產業化並行並重的“頂天立地”研究思路取得了重大成功。

王中林教授科研成果豐碩,已在國際一流刊物上發表1500多篇論文(其中發表在《科學》、《自然》及其子刊上的文章40餘篇),擁有200項專利、7部專著和20餘部主編書籍、會議文集。王中林院士先後獲得各類國際性重大獎項17次,比如2015年獲得湯森路透引文桂冠獎,該獎項被稱為諾貝爾獎風向標,他也因此成為諾貝爾獎的熱門人選;此外他還獲得2011年美國材料學會獎章、2014年美國物理學會詹姆斯馬克顧瓦迪新材料獎、2013中華人民共和國國際科學技術合作獎、2014年佐治亞理工學院傑出教授終身成就獎、2016歐洲先進材料獎和2017年全球納米能源獎,等等。

王中林院士榮獲世界能源領域“諾貝爾獎”——埃尼獎

王中林院士及其科研團隊學科發展圖

背景介紹一:埃尼獎(Eni Award)

埃尼獎(Eni Award)是由意大利國有跨國石油天然氣巨頭埃尼公司(Ente Nazionale Idrocarbur,簡稱ENI)於2007年正式設立,是世界能源與環境研究領域最權威的獎項。埃尼獎評審機構——埃尼獎科學委員會成員由世界上最先進的研究機構的研究人員和科學家組成,分別來自斯坦福大學、麻省理工學院、劍橋大學、斯圖加特大學等全球一流高校和科研機構,成員中現有27名諾貝爾獎得主。埃尼獎旨在通過對科研人員的表彰,鼓勵更多學者進一步研究能源與環境問題,傳播最新的研究成果,促進能源的高效使用以及創新技術的開發與應用。埃尼獎共設五個獎項,分別是埃尼“前沿能源獎”(Energy Frontiers Prize)、埃尼“能源轉化獎”(The Energy Transition Award)、埃尼“環境先進技術獎”(the Advanced Environmental Solutions Award)、埃尼“非洲青年人才獎”(The Young Talent from Africa Award)和埃尼“年度優秀青年學者”(The Young Researcher of the Year Award)。

自從2007年該獎項設立以來,共有約8000名科學家申請該獎項,經過由包括多名諾貝爾獲得者組成的評審委員會的評選,每年獲獎的人數為4到8位。在歷年獲獎的人員中包括三位前諾貝爾獎得主:1996年諾貝爾化學獎得主Sir Harold W. Kroto, 2000年諾貝爾化學獎得主Alan Hegger 和 2005年諾貝爾物理獎得主Theodor Wolfgang Haensch。

背景介紹二:王中林院士主要成就

王中林是國際公認的納米科技領域領軍人物,他還在電子顯微學,原位物性測量和一維氧化物納米材料在能源技術、電子技術、光電子技術、傳感技術以及生物技術等應用方面,均作出了原創性的重大貢獻。

主要貢獻有:

(一)首次提出納米能源技術和自驅動納米系統技術

王院士在2006年發明了納米發電機(nanogenerators)並開創了納米能源這一新的研究領域,2007年成功首次研發出由超音波驅動的直流納米發電機,2008年研發出可以利用衣料來實現發電的“發電衣”的原型發電機。該項研究成果完全地實現了自驅動(self-powered)的納米元件。納米發電機的原理是利用壓電效應所產生的電場來驅動外電路中電子的流動。

納米發電機理論的提出具有極為重大的意義。它的問世完全打破了人們對“發電機”尺寸的認識極限,讓能源系統實現微型化成為可能,是人類對能源獲取方式的新的認識和探索。納米發電機能夠利用無需任何磁鐵和線圈的柔性結構,而實現對環境中特別微小機械能的進行收集和利用。例如,空氣或水的流動、引擎的轉動、機器的運轉等引起的各種頻率的噪音,人行走時肌肉伸縮能或腳對地的踩踏、甚至在人體內由於呼吸、心跳或血液流動帶來的體內某處壓力的細微變化,都可以帶動納米發電機產生電能。因此,納米發電機理論為目前實現物聯網和傳感網絡以及大數據提供了一種理想的電源解決方案。

(二)開創摩擦納米發電機理論及應用領域

王院士於2011年首次提出了基於摩擦起電效應和靜電感應效應的“摩擦納米發電機”原理。通過簡單、巧妙的結構設計,可將古老的摩擦起電效應與靜電感性效應耦合,實現機械能向電能的高效轉化,是一個具有劃時代和顛覆性意義的能源技術。2016年,王院士首次從理論上揭示了納米發電機的物理根源,即根據1861年提出的麥克斯韋位移電流理論,發展和開拓了位移電流在能源方面的應用。摩擦納米發電機不僅具有完全不同的發電原理和工作模式,更在以下方面產生了革命性的突破:(1)輸出功率密度可達313W/m2,能量轉換效率高達50%;(2)取材突破了壓電性和納米尺度的限制,各種聚合物、天然高分子材料、甚至是木頭、紙張都可能成為摩擦納米發電機的原料;(3)極簡的結構更易於規模化生產。摩擦納米發電機的成功研製將納米能源技術從基礎性的科學研究推向了成為接近產業應用的實用化技術。在此基礎上,王院士首次提出了“新時代的能源”這一新的能源技術模式,即應用於物聯網、傳感網絡和大數據時代的分佈式能源技術,開啟了納米能源領域的全新篇章。

最近,他首次提出了利用摩擦納米發電機網格結構收集海洋水波能的“藍色能源”的原創理論。他的這一新理論有可能解決傳統電磁發電機百年無法解決的難題,為人類從根本上解決可持續發展的大能源,提出了一個革命性的大膽思路。

(三)創立壓電電子學和壓電光電子學兩個新學科

2006年,王院士設計了納米尺度上壓電和半導體性能的巧妙耦合,首次提出了基於第三代半導體的壓電電子學 (Piezotronics)的概念,即利用壓電效應所產生的電場來調製和控制載流子運動的原理來製造新型的元件,並首次開發出了壓電場效應三極管、壓電二極體、壓電調控的邏輯運算電路。在傳統的場效應電晶體中,外加的電壓場效應開關調控了半導體中電流的方向和大小,而在壓電電子學這種新型納米邏輯元件中,其開關場則是由通過氧化鋅納米線的機械變形來產生的晶體內部場,它起到了傳統金屬氧化物半導體(CMOS)元件中門電壓的作用,從而可以調控載流子的運動。王院士發明的這種新型納米壓電邏輯元件則適用於低頻應用領域,亦可廣泛應用於納米機器人、納米機電系統、微機電系統與微流體元件中。這一原創性的發明被國際著名期刊《自然》和《科學》稱為壓電電子學效應。

(四)引領第三代半導體納米材料的研究和穿透式顯微鏡中的原位測量技術

王院士引領了第三代半導體氧化鋅納米結構領域的研究,使氧化鋅納米結構成為與碳納米管和硅納米線同等重要的一類材料研究體系。他在美國《科學》發表的關於發現氧化鋅納米帶的文章單篇被引用次數接近5000次。王院士有關納米結構氧化鋅的研究連續兩次榮登每三年一期的《美國納米科技進展報告》的封面。1999年在《科學》發表的可以稱出單個病毒品質的世界上最小“納米磅秤”的論文,被美國物理學會評為在納米科技方面的重大進展之一。他開創了在穿透式電子顯微鏡中原位測量納米力學和電學性能的技術,引領了這個領域的發展。

(五)推動納米科技成果轉化,貢獻經濟發展和社會進步

王院士注重創新鏈和產業鏈的協調發展,積極推動科技成果的轉移轉化。在研究上他極力主張“頂天立地”的一條龍思路,強調研究成果不但能上“書架子”,也能上“貨架子”。經過幾年的努力,在他帶領下,納米能源所以摩擦電空氣除塵技術為基礎的空氣淨化產品已進入產業化具體推進階段,合資公司業已成立,並投入運營;汽車尾氣、智能鞋裝備、霧霾治理等技術的轉化工作也在有條不紊的進行中;藍色能源的概念已經引起國家有關部門的高度重視。這些成果的轉移轉化在未來可以產生可觀的經濟、社會效益。

(來源:Maxwell創新科普實驗園)


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