日前，《R&DWorld》雜志在其官網(wǎng)上公布了“R&D100”專業(yè)獎(jiǎng)（ProfessionalAward）的獲獎(jiǎng)名單。上海交通大學(xué)張江高等研究院未來材料創(chuàng)制中心的胡志宇教授，因在微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）熱電芯片研發(fā)方面的卓越貢獻(xiàn)，榮獲2024年度“R&D100”可持續(xù)創(chuàng)新者大獎(jiǎng)（SustainabilityInnovatoroftheYear）。

　　“R&D100Award”始于1963年，由《R&DMagazine》創(chuàng)立，旨在表彰具有商業(yè)價(jià)值的革命性新產(chǎn)品、新技術(shù)和新材料。每年，從全球數(shù)千個(gè)參賽項(xiàng)目中，評(píng)選出100項(xiàng)年度最具創(chuàng)新意義的商用技術(shù)，被譽(yù)為科技創(chuàng)新界的“奧斯卡”獎(jiǎng)和工程領(lǐng)域的“諾貝爾獎(jiǎng)”。許多獲得“R&D100”大獎(jiǎng)的技術(shù)產(chǎn)品，均成為各自領(lǐng)域的標(biāo)桿。例如，藍(lán)光發(fā)光二極管（LED）、液晶顯示器、高電子遷移率晶體管（HEMT）、鋰離子電池和核磁共振成像（MRI）等，在榮獲“R&D100”大獎(jiǎng)后，還獲得了諾貝爾獎(jiǎng)。本屆“R&D100Award”共收到來自16個(gè)國(guó)家和地區(qū)的數(shù)千個(gè)參賽作品。獎(jiǎng)項(xiàng)的評(píng)選由全球各領(lǐng)域的56位知名專家學(xué)者，經(jīng)過兩輪嚴(yán)格評(píng)審，從科技突破、獨(dú)特創(chuàng)新及實(shí)用性三個(gè)維度，最終評(píng)選出具重大創(chuàng)新與商用價(jià)值的產(chǎn)品、技術(shù)、個(gè)人或團(tuán)隊(duì)。

　　對(duì)于胡志宇的獲獎(jiǎng)，《R&DWorld》在官網(wǎng)評(píng)價(jià)道：“胡志宇是可持續(xù)能源領(lǐng)域的杰出創(chuàng)新者，他率先開發(fā)了基于微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）的熱電芯片，實(shí)現(xiàn)了高效發(fā)電。胡志宇的研究重點(diǎn)是微型熱電器件（micro-TED），這種器件可以利用低至0.001K的微小溫差進(jìn)行發(fā)電。這一突破對(duì)高效溫度傳感和通過輻射制冷發(fā)電具有重要意義，為可持續(xù)能源開辟了新途徑。”

　　據(jù)了解，胡志宇團(tuán)隊(duì)經(jīng)過近20年的研究，利用先進(jìn)的微納加工技術(shù)和納米多層材料構(gòu)建工藝，成功開發(fā)出一種能夠利用微小溫差（低至0.001K）發(fā)電的MEMS微型熱電芯片。該團(tuán)隊(duì)在100毫米直徑的硅片上，實(shí)現(xiàn)了超過6萬個(gè)微型熱電對(duì)的超大規(guī)模集成，在63K溫差下達(dá)到了0.5W/cm3的功率密度和208W/kg的功率重量比。這一技術(shù)突破，為微型熱電器件在高效能量轉(zhuǎn)換方面樹立了新標(biāo)桿，并在國(guó)際上處于領(lǐng)先地位。

　　胡志宇團(tuán)隊(duì)還展示了一種利用微型熱電芯片來進(jìn)行通過熱能變化檢測(cè)視覺和聽覺信號(hào)的創(chuàng)新方法，其微型熱電芯片作為一個(gè)硬件快速傅里葉變換（FFT）器件對(duì)探測(cè)輸入能量的速率與強(qiáng)度具有極高的靈敏度，使得通過熱信號(hào)實(shí)現(xiàn)圖像和聲音的識(shí)別成為可能。這項(xiàng)技術(shù)有望在仿生圖像傳感器和音頻熱監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。

　　據(jù)介紹，自2018年首創(chuàng)將輻射冷卻技術(shù)與MEMS熱電芯片集成以來，胡志宇教授及其團(tuán)隊(duì)在該領(lǐng)域不斷取得新進(jìn)展。近期，胡志宇在《AdvancedEnergyMaterials》上發(fā)表了綜合評(píng)述，在《Innovation》撰寫了觀點(diǎn)文章，并在《NanoEnergy》發(fā)布了關(guān)于仿生可穿戴設(shè)備的研究。此外，胡志宇已經(jīng)出版了共五部中英文書籍，其中《紅外輻射制冷及其應(yīng)用》和《納米構(gòu)建熱電薄膜》為各兩部中英文專著。他主編的教科書《碳中和的關(guān)鍵問題與顛覆性技術(shù)》，在2023年第75屆法蘭克福書展上受到廣泛關(guān)注。

　　在此之前，微型發(fā)電芯片項(xiàng)目曾經(jīng)獲得過中國(guó)微米納米技術(shù)學(xué)會(huì)創(chuàng)新獎(jiǎng)，MDPI能源獎(jiǎng)、瑞士日內(nèi)瓦國(guó)際發(fā)明展銀獎(jiǎng)、美國(guó)硅谷創(chuàng)新發(fā)明節(jié)金獎(jiǎng)、IAAM獎(jiǎng)?wù)?、先進(jìn)材料獎(jiǎng)?wù)碌榷鄠€(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)。

　　據(jù)悉，2023年該獎(jiǎng)項(xiàng)得主是沙特基礎(chǔ)工業(yè)公司（SABIC）可持續(xù)發(fā)展與科技創(chuàng)新執(zhí)行副總裁、首席技術(shù)官及首席可持續(xù)發(fā)展官鮑勃·莫恩博士。SABIC是全球最大的石化產(chǎn)品生產(chǎn)商之一，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于建筑、汽車、電子、農(nóng)業(yè)和包裝等行業(yè)。公司以其創(chuàng)新能力和對(duì)可持續(xù)發(fā)展的承諾而著稱，致力于通過研發(fā)和科技創(chuàng)新來推動(dòng)可持續(xù)解決方案。

　　展望未來，胡志宇教授表示，通過利用地球年均250W/m2的輻射到外太空的熱資源，熱電器件與太陽(yáng)能吸收器和輻射冷卻器的集成，將可能帶來持續(xù)的電力供應(yīng)，年發(fā)電潛力可達(dá)3.33×10?TWh，遠(yuǎn)超全球的用電需求。這一構(gòu)想展示了可持續(xù)能源發(fā)展的巨大潛力，并激勵(lì)團(tuán)隊(duì)繼續(xù)在前沿技術(shù)領(lǐng)域探索，助力解決全球能源挑戰(zhàn)，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。未來，胡志宇團(tuán)隊(duì)計(jì)劃進(jìn)一步優(yōu)化熱電芯片的性能，拓展其應(yīng)用范圍，并積極推動(dòng)技術(shù)的商業(yè)化，以在更大范圍內(nèi)發(fā)揮其社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。