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不一早划定疆域,他让材料与热、光有效“对话”

发布时间:2026-08-24来源:新闻网浏览次数:12

宁波东方理工大学副教授申清臣不是那种一早就划定疆域的学者。

博士阶段,他研究热功能材料和液态金属,博士后转向可持续纤维素光子材料,如今逐渐交汇成"仿生热学、光学材料与器件"的方向,每一步都像支流汇入大河。

近日,申清臣荣获全球华人化工学者学会2026年“未来化工学者”奖,并受邀在第十八届全球华人化工学者学会年会“未来化工论坛”上做主题报告。

荣誉与归途

他来自河南商丘,此前从未到过宁波。商丘是豫东平原上的一座古城,黄河故道从旁流过,麦田一望无际,空气中飘着泥土与秸秆的混合气息。宁波地处东海之滨,甬江穿城入海,空气里带着微咸的海风。2025年初,申清臣正式加入东方理工,成为独立PI。从内陆平原辗转欧洲,再到沿海港口,申清臣的地理轨迹与学术轨迹一样,不断迁移、不断调适求索。

如果用一种水流来形容他的性格,那可能是涓涓细流,润物无声,步履缓缓,却从未停歇,就像他常挂在嘴边的:“做科研不能一蹴而就,顺其自然,尽力而为。”

2016年至2020年,申清臣在上海交通大学材料科学与工程学院攻读博士,师从上海交大教授、仿生热功能材料专家邓涛。博士期间,在邓涛的支持下,他赴美国,在北卡罗莱纳州立大学教授、液态金属专家Michael Dickey组里做访问学者,开拓了自身眼界。

两段师徒传承,促进了两个课题组的深度合作。

液态金属简单来说,就是在室温下能像水一样流动的金属。一般认为它既有金属属性,又有液体的流动性。但当时并不知道它是否具备固态金属那样优异的隔绝气体性能。

申清臣给出了答案。他首次证实,一种镓基液态金属的隔气本领几乎和固态金属不相上下。于是他基于液态金属优异的隔气性能和流体的可变形性,构建了一种新型可拉伸隔气封装材料——既能像橡皮筋一样随意拉伸,又能像金属壳一样密不透气,这将大大提升可拉伸器件长期稳定性和服役可靠性。

基于此新型可拉伸隔气封装材料,他进一步开发出能稳定工作的可拉伸两相传热器件,为解决可拉伸电子器件的散热难题提供了新的思路。最终,这项研究成果发表在《科学》(Science)上。

寻找结合点

2021年,申清臣远赴欧洲,先后在英国剑桥大学和德国马克斯・普朗克胶体与界面研究所做博士后,师从仿生光学材料领域顶尖学者、剑桥大学教授Silvia Vignolini,研究纤维素纳米晶体的自组装,实现 "不用颜料却五彩缤纷"的结构色。

纤维素纳米晶体是从木浆或棉花中提取的天然纳米材料,分散在水中后,随着水分蒸发会自己排列成螺旋状的光子结构,无需任何染料就能产生出绚丽颜色。

从热功能材料到纤维素光学材料,研究对象看似毫不相干,申清臣却找到了结合点。

他注意到日间辐射制冷材料领域的一个矛盾点:常规的日间辐射制冷材料不用电就能自己降温,但为了尽可能反射太阳光,通常只能做成白色或银色,而在实际应用中,人们恰恰需要彩色。纤维素纳米晶则同时具备三个关键特质:几乎不吸收太阳光、红外散热能力强、能自组装产生结构色,他意识到:这可能正是制备彩色辐射制冷材料的关键。

为了进一步提升太阳光反射率,他与合作者创造了基于纤维素的双层薄膜:上层用螺旋结构的纤维素纳米晶呈现结构色,下层用多孔的乙基纤维素把漏过的光重新散射回去。两层配合,太阳光反射率超过 90%,实现了被动制冷与美观装饰的双赢。

2022 年,这项成果发表于《先进科学》(Advanced Science)。此后,申清臣在纤维素纳米晶自组装领域渐入佳境,创新性地提出一种利用超疏水表面一步法制备纤维素纳米晶光子颜料的新方法,制备出多层纤维素纳米晶薄膜,大大提升单层薄膜的光学性能。相关成果发表于《先进材料》(Advanced Matertials)上,并申请了两项英国专利,其中一项已被授权并转化给相关公司。

申清臣的归国路始于一次同门间的引荐。

2024年,从事博士后研究满三年的申清臣,正纠结于工作offer的抉择,这时他收到了一个起到关键作用的建议,帮他下定了决心。


彼时已加入东方理工的一位海归青年学者王骏威,正是申清臣在剑桥大学同组的同事。那是申清臣第一次听到东方理工这所新型研究型大学,高起点、小而精、创新型、国际化的办学定位一下子吸引了他。同伴的建议,让他下定决心加盟:“回国是一早既定的想法。哪里最能自由开展研究,是我最看重的。”

独立与启航

入职东方理工,从零开始搭建团队。作为PI,申清臣目前的主要研究方向为仿生热学、光学材料与器件,包括可拉伸的两相传热器件,基于纤维素的被动辐射制冷材料,基于纤维素的可持续光学材料以及基于液态金属的可拉伸器件等。他希望通过交叉融合,拓展科学边界。

在郑坚利红工学楼的实验室,这个由申清臣亲手搭建的“小天地”里,他和组里的博士生热烈讨论着,探讨如何将先进材料与工程热物理领域的需求相结合,解决实际热管理需求。在这里,除了研究人员,他还有一个新身份:博士生导师。“申老师很nice,从来不push我们,充分给予我们空间,允许我们带着好奇心循序探索,但同时他对科研、对自己很严谨,非常严谨。”他的学生说道。

如果说在博士阶段,申清臣所研究的热功能材料是一套“积木”,博士后阶段所研究的纤维素光学材料是另一套“积木”,那么现在申清臣团队搭建的则围绕着:如何让材料与热、光有效对话。两套“积木”,在他严谨的科研思路下,正在拼出同一张图纸。

从液态金属到纤维素,从商丘到上海再到欧洲,如今落脚到宁波,申清臣的学术道路如同不断汇聚的河流,支流各有所源,但最终奔向了同一片广阔海洋。


责任编辑:姚瑶
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