2019 年 12 月 14 日，《麻省理工科技評論》公佈了 2019 年“35 歲以下科技創新 35 人”（Innovators Under 35 China）中國區榜單。在本屆榜單上，雖然缺失了“創業家”的身影，但是我們看到了許多在具有產業化潛能的領域堅持科研使命的獲獎人，也看到更多散佈在海外頂尖學術機構的科學家們，用自身不改初心的堅持努力，取得了世界級標竿成就的科研成果，其中有超過半數以上的獲獎者，都取得了世界級的突破性研究成果與發現。我們將陸續發出對 35 位獲獎者的獨家專訪，介紹他們的科技創新成果與經驗，以及他們對科技趨勢的理解與判斷。
關於 Innovators Under 35 China 榜單
自 1999 年起，《麻省理工科技評論》每年都會推出“35 歲以下科技創新 35 人”榜單，旨在於全球範圍內評選出被認為最有才華、最具創新精神，以及最有可能改變世界的 35 位年輕技術創新者或企業家，共分為發明家、創業家、遠見者、人文關懷者及先鋒者五類。2017 年，該榜單正式推出中國區評選，遴選中國籍的青年科技創新者。新一屆 2020 年度榜單正在徵集提名與報名，截止時間 2020 年 6 月 30 日。詳情請見文末。
朱林曉
遠見者
朱林曉憑藉其在納米光子學和製冷技術領域取得的一系列成果，榮膺 2019 年《麻省理工科技評論》“35 歲以下科技創新 35 人”中國區得主。
獲獎時年齡：32 歲
獲獎時職位：密歇根大學博士後研究員
獲獎理由：他專注於研究製冷和熱光伏技術，不斷解鎖高效利用能源的障礙。
小時候家裡的一套自然百科全書，是朱林曉印象最深的啟蒙讀物。書中浩瀚無垠的神秘宇宙激發了他的求知慾和好奇心，再加上鼓勵嘗試、重視教育的家庭環境，使他始終保持對知識、科學和創新的熱忱。
2006 年考入中國科學技術大學物理系之後，濃厚而踏實的學術氛圍使朱林曉受益匪淺。雖然他當時對未來的道路還沒有確切的想法，但依舊以優異的成績拿到了斯坦福大學應用物理系的博士錄取通知書，希望可以瞭解國際最新的科學技術方向，利用新技術解決能源短缺等社會問題。
現在看來，2010 年前往斯坦福攻讀博士是他科研之路上的關鍵轉折點。
“博士導師範汕洄教授對我影響非常大，”回顧過去的經歷，朱林曉記憶猶新，“在他的指導下，我不僅學習如何找出問題，如何與人合作，如何最終解決問題，更重要的是，科學本身的嚴謹與精美第一次以一種具體的、可觸碰的形式展現在我的面前，我深深地為此折服。”
來到斯坦福之後，朱林曉下決心要為科學創新的發展做出貢獻。在博士初期，受到導師的啟發，他對納米光子學產生了濃厚興趣，由此引申出了他在調控熱輻射和光致製冷等技術上的創新成果。
納米光子學主要通過設計光學結構來調製光在納米尺度的行為。在從事理論研究的過程中，朱林曉意識到生活中廣泛存在的熱輻射也是一種紅外光，進而開始嘗試將光子學理論和控制方法應用於熱輻射上，探索用納米光子器件控制熱輻射的可能性。
同時因為熱輻射也是一種能源，如果能更好地控制它，就意味著可以實現更高效的能源轉換、熱管理和信息處理。
基於這些想法，朱林曉發現自己研究的理論有很強的應用前景，於是開始逐漸從理論研究轉向實驗。
其中一個有趣的實驗是基於天空的製冷技術，其原理是將物體的熱輻射發射到太空中，藉助太空極低的溫度實現不消耗能源的製冷。在朱林曉之前，也有類似的研究，但只能在夜晚使用，因為白天物體會在太陽照射下升溫，侷限性很大。
他與合作者通過納米光子技術，設計了一個特殊的多層光學結構，能夠反射超過 96% 的太陽光，同時發射出很強的熱輻射。在實際測試中，物體在太陽光的直射下也可以降溫，最多可以比周圍空氣溫度低 5℃ 左右。在後續的研究中，他把降溫幅度進一步提升到了 42℃。
這項突破性成果為製冷技術的研究開拓了一個新的領域，還具備進一步拓展的潛力，比如用來給太陽能電池降溫，提升其能量轉換效率。目前該成果已經獲得了專利，已有初創公司嘗試將其商業化。
“林曉是一個傑出的科學人才，找到這樣一個在理論和實驗上都十分出色的人是十分罕見的，”朱林曉的導師範汕洄教授給予他極高的評價。
2016 年博士畢業後，朱林曉希望以博士後的身份完成更多實驗，驗證自己的理論成果。因此他前往密歇根大學，加入了由 Reddy 教授和 Meyhofer 教授領導的機械工程實驗室，研究重點是如何實現不依賴激光的光致製冷。
“激光製冷對達到絕對零度、創造新的物態和發展固態製冷技術產生了深遠影響，以前所有基於光的主動製冷技術都依賴於激光。我希望可以將我的理論研究付諸實踐，通過控制熱光子來實現新型光致製冷，”朱林曉解釋稱。
在實驗中，他向一個光二極管施加負向偏壓，使其出現負發光效應，再依據納米尺度下器件熱輻射可以突破黑體輻射極限的原理，將另一個器件放在距離光二極管幾十納米的位置。這時就可以觀測到靠近光二極管的器件溫度會下降。
這項突破性成果驗證了一種全新的固態主動製冷方法，理論上最高可以達到 1000 瓦每平方米的製冷功率，而且不依賴激光，只需要一個普通的商用紅外光二極管，屬於這個領域的第一篇實驗性質論文。
這種製冷技術在可穿戴設備、機器人和航空航天等領域擁有廣泛的應用前景，因為光二極管的體積跟半導體元件差不多，有可能將其集成在電路和片上系統中，直接為電子元件提供製冷效果，擁有效率高、無噪音和無震動等優勢。
除此之外，為了更好地利用能源，朱林曉還著重研究新的熱光伏技術，設計了一種新型熱光伏電池。他通過把熱發射體和熱光伏電池間的距離降低到納米尺度，將廢熱轉電能的發電功率提高了約 40 倍。
朱林曉強調，“人類利用能源時，大約有超過六成的能源都轉化成了熱量，最後排放到了環境中。如果能把這些廢熱利用發電，可以節約很多的能源。”
談到下一步的發展，他表示自己還會在科研道路上深耕，比如未來會研究基於正向偏壓的光二極管的固態製冷，進一步提升製冷係數，還會嘗試用新能源實現製冷和發電等新穎想法。
“當我遇到一個新問題時，我會跳出現有的思維框架，抱著初學者的心態去解析這個問題。當我給出了一個解決方案後，我會反問自己，有沒有進一步改良提升的空間，”朱林曉表示。正是這種持之以恆、不斷自省的態度引領他取得了今天的成就。
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