2019 年 12 月 14 日，《麻省理工科技评论》公布了 2019 年“35 岁以下科技创新 35 人”（Innovators Under 35 China）中国区榜单。在本届榜单上，虽然缺失了“创业家”的身影，但是我们看到了许多在具有产业化潜能的领域坚持科研使命的获奖人，也看到更多散布在海外顶尖学术机构的科学家们，用自身不改初心的坚持努力，取得了世界级标竿成就的科研成果，其中有超过半数以上的获奖者，都取得了世界级的突破性研究成果与发现。我们将陆续发出对 35 位获奖者的独家专访，介绍他们的科技创新成果与经验，以及他们对科技趋势的理解与判断。
关于 Innovators Under 35 China 榜单
自 1999 年起，《麻省理工科技评论》每年都会推出“35 岁以下科技创新 35 人”榜单，旨在于全球范围内评选出被认为最有才华、最具创新精神，以及最有可能改变世界的 35 位年轻技术创新者或企业家，共分为发明家、创业家、远见者、人文关怀者及先锋者五类。2017 年，该榜单正式推出中国区评选，遴选中国籍的青年科技创新者。新一届 2020 年度榜单正在征集提名与报名，截止时间 2020 年 6 月 30 日。详情请见文末。
朱林晓
远见者
朱林晓凭借其在纳米光子学和制冷技术领域取得的一系列成果，荣膺 2019 年《麻省理工科技评论》“35 岁以下科技创新 35 人”中国区得主。
获奖时年龄：32 岁
获奖时职位：密歇根大学博士后研究员
获奖理由：他专注于研究制冷和热光伏技术，不断解锁高效利用能源的障碍。
小时候家里的一套自然百科全书，是朱林晓印象最深的启蒙读物。书中浩瀚无垠的神秘宇宙激发了他的求知欲和好奇心，再加上鼓励尝试、重视教育的家庭环境，使他始终保持对知识、科学和创新的热忱。
2006 年考入中国科学技术大学物理系之后，浓厚而踏实的学术氛围使朱林晓受益匪浅。虽然他当时对未来的道路还没有确切的想法，但依旧以优异的成绩拿到了斯坦福大学应用物理系的博士录取通知书，希望可以了解国际最新的科学技术方向，利用新技术解决能源短缺等社会问题。
现在看来，2010 年前往斯坦福攻读博士是他科研之路上的关键转折点。
“博士导师范汕洄教授对我影响非常大，”回顾过去的经历，朱林晓记忆犹新，“在他的指导下，我不仅学习如何找出问题，如何与人合作，如何最终解决问题，更重要的是，科学本身的严谨与精美第一次以一种具体的、可触碰的形式展现在我的面前，我深深地为此折服。”
来到斯坦福之后，朱林晓下决心要为科学创新的发展做出贡献。在博士初期，受到导师的启发，他对纳米光子学产生了浓厚兴趣，由此引申出了他在调控热辐射和光致制冷等技术上的创新成果。
纳米光子学主要通过设计光学结构来调制光在纳米尺度的行为。在从事理论研究的过程中，朱林晓意识到生活中广泛存在的热辐射也是一种红外光，进而开始尝试将光子学理论和控制方法应用于热辐射上，探索用纳米光子器件控制热辐射的可能性。
同时因为热辐射也是一种能源，如果能更好地控制它，就意味着可以实现更高效的能源转换、热管理和信息处理。
基于这些想法，朱林晓发现自己研究的理论有很强的应用前景，于是开始逐渐从理论研究转向实验。
其中一个有趣的实验是基于天空的制冷技术，其原理是将物体的热辐射发射到太空中，借助太空极低的温度实现不消耗能源的制冷。在朱林晓之前，也有类似的研究，但只能在夜晚使用，因为白天物体会在太阳照射下升温，局限性很大。
他与合作者通过纳米光子技术，设计了一个特殊的多层光学结构，能够反射超过 96% 的太阳光，同时发射出很强的热辐射。在实际测试中，物体在太阳光的直射下也可以降温，最多可以比周围空气温度低 5℃ 左右。在后续的研究中，他把降温幅度进一步提升到了 42℃。
这项突破性成果为制冷技术的研究开拓了一个新的领域，还具备进一步拓展的潜力，比如用来给太阳能电池降温，提升其能量转换效率。目前该成果已经获得了专利，已有初创公司尝试将其商业化。
“林晓是一个杰出的科学人才，找到这样一个在理论和实验上都十分出色的人是十分罕见的，”朱林晓的导师范汕洄教授给予他极高的评价。
2016 年博士毕业后，朱林晓希望以博士后的身份完成更多实验，验证自己的理论成果。因此他前往密歇根大学，加入了由 Reddy 教授和 Meyhofer 教授领导的机械工程实验室，研究重点是如何实现不依赖激光的光致制冷。
“激光制冷对达到绝对零度、创造新的物态和发展固态制冷技术产生了深远影响，以前所有基于光的主动制冷技术都依赖于激光。我希望可以将我的理论研究付诸实践，通过控制热光子来实现新型光致制冷，”朱林晓解释称。
在实验中，他向一个光二极管施加负向偏压，使其出现负发光效应，再依据纳米尺度下器件热辐射可以突破黑体辐射极限的原理，将另一个器件放在距离光二极管几十纳米的位置。这时就可以观测到靠近光二极管的器件温度会下降。
这项突破性成果验证了一种全新的固态主动制冷方法，理论上最高可以达到 1000 瓦每平方米的制冷功率，而且不依赖激光，只需要一个普通的商用红外光二极管，属于这个领域的第一篇实验性质论文。
这种制冷技术在可穿戴设备、机器人和航空航天等领域拥有广泛的应用前景，因为光二极管的体积跟半导体元件差不多，有可能将其集成在电路和片上系统中，直接为电子元件提供制冷效果，拥有效率高、无噪音和无震动等优势。
除此之外，为了更好地利用能源，朱林晓还着重研究新的热光伏技术，设计了一种新型热光伏电池。他通过把热发射体和热光伏电池间的距离降低到纳米尺度，将废热转电能的发电功率提高了约 40 倍。
朱林晓强调，“人类利用能源时，大约有超过六成的能源都转化成了热量，最后排放到了环境中。如果能把这些废热利用发电，可以节约很多的能源。”
谈到下一步的发展，他表示自己还会在科研道路上深耕，比如未来会研究基于正向偏压的光二极管的固态制冷，进一步提升制冷系数，还会尝试用新能源实现制冷和发电等新颖想法。
“当我遇到一个新问题时，我会跳出现有的思维框架，抱着初学者的心态去解析这个问题。当我给出了一个解决方案后，我会反问自己，有没有进一步改良提升的空间，”朱林晓表示。正是这种持之以恒、不断自省的态度引领他取得了今天的成就。
閱讀更多 DeepTech深科技 的文章
