2024年12月28日晚上七点，第24期热辐射研究生学术论坛以线上会议的形式顺利召开。会议由南京工业大学余本东老师主持，中国农业科学院、内蒙古工业大学屈小淞，中国科学院长春光学精密机械与物理研究所马悦和哈尔滨工业大学(深圳)王建三名同学依次进行学术报告，并由香港岭南大学柯宇杰老师和香港科技大学林崇佳老师对报告做出点评。
会议伊始，屈小淞同学报告了基于纳米流体的北墙光谱分频结构对日光温室光热环境调控的研究的相关内容。中国日光温室（CSG）是中国北方特有的温室结构。由于作物和结构的阻挡以及CSG北墙的蓄热特性，白天北部作物区光照强度低于南侧，夜间室内温度较低。为了改善上述现象，本研究提出了一种由分频补光结构（FDCS）组成的主动式蓄热系统（AHS），该结构悬挂在北墙表面，可直接吸收近红外光(NIR)。在室温下，选择光程为10 mm、体积分数为0.005%的ATO-WO3/H2O(氧化锡锑-三氧化钨/水)纳米流体，该结构对NIR的平均吸收率为85.4%，对可见光(VIS)的平均反射率为75.7%。白天，FDCS吸收NIR用于集热，反射VIS供给作物用于光合作用。夜间，FDCS作为散热器放热维持室温。经过验证，在晴朗的冬季，北墙区域可以在高度方向上被直射阳光照射。通过系统的运行策略，相比于对照区，试验区作物植物生长因子水平全天平均提高21.5%，夜间空气温度平均提高1.4-1.9℃，一定程度上改善了日光温室面临的环境难题。该系统展现了同步调控温室内光热环境的潜力，并预示了该技术在日光温室内的应用前景。
随后，马悦同学汇报了宽带单向热辐射调控的相关内容。远场热辐射的定向控制对热量和能量的有效传递起着关键作用。对于热辐射的空间特性，我们需要两个参数，即俯仰角(θ)和方位角(φ)来准确的表征热辐射的方向性。随着微纳光子学的发展，许多研究工作已经在窄带或者宽带上实现了热辐射的俯仰角选择性，包括基于表面等离子体共振的光栅和超表面、基于声子极化激元的光栅或光子晶体。但由于缺乏足够的面内自由度，热辐射在方位角上仍是扩散的。针对这项挑战，本文通过在材料的近零介电常数(ENZ)波长范围内引入面内各向异性并最终结合磁光特性，在宽带内将热辐射的俯仰角和方位角同时限制在较小的空间范围内。通过研究平板结构中所支持的多个拓扑相位奇点对的演化，探索了可调谐的完美吸收/发射的物理机制。本文中设计了由梯度掺杂的磁光介电常数近零材料发射体和各向异性间隔层所组成的多层平板结构，该结构在宽波段(22~26 μm)范围内表现出同时具有俯仰角和方位角选择性的高度定向的热辐射 (θ：55°~79°，φ: 163.5°~ 196.5°)。此外，本文中进一步展示了具有不同非对称吸收/发射光谱模式的多种非互易发射体，所揭示的介电常数近零特性、各向异性和磁光特性的协同调控机制将在热伪装、热光伏和红外光源等应用中带来新的机遇。
最后，王建同学对基于GST相变调制实现多波段兼容隐身进行了汇报。在对抗红外探测器方面，红外（IR）隐身技术显得至关重要，随着探测技术的不断完善，传统的单波段隐身技术在复杂电磁场环境、多样化作战背景和各种目标形态下已显不足，迫切需要研发多波段兼容的隐身技术。基于此，本团队基于相变材料GST进行光学设计，提出了一种用于柔性多波段隐身的非周期性多层结构（W/ GST/HfO2）。柔性基底的选择以及减反层的设计赋予薄膜良好的柔性特征以及丰富的表观颜色选择。其次该结构在两个红外探测波段的发射率可通过 GST 的相变调制得到有效抑制，在中波红外和低波红外波段的发射率值分别为 0.1 和 0.08，从而确保了有效的红外双波段隐身。此外，非探测波段的相对高发射率（ε 5- 8 μm = 0.486）实现了有效的被动辐射冷却，使样品表面的平衡温度比参考样品表面降低了12 ℃。这项研究为宽温度范围和多波段兼容隐身提供了可能性，使其适用于复杂的电磁场环境、不同的作战背景和各种非平面目标。
会议期间，学生们积极踊跃地发言，勇敢地提出自己的想法和建议。老师们也认真地分享知识，互相启迪。思维的火花在碰撞中迸发，为科研注入了新的力量。与以往单调乏味的学术汇报不同，线上学术交流的方式让学生们更加坦诚直率，没有了局促不安的感觉，他们大胆地展现自己的创新思维，与老师们近距离交流，让大家的视野不再局限于个人，产生了更多的启迪和想法。
在热烈的讨论中，本次论坛圆满结束。会议期间，大家积极发言的言论令人难以忘怀，而良师们的点评更是给人留下深刻的印象。这种跨越距离的学术交流活动汇聚了科研学子们，让大家深深感受到了我国青年学子们勤勉好学的科研热情以及老师们孜孜不倦的育人精神，令人获益匪浅。此次会议聚焦热能转换，热系统管理等工程热物理领域的关键科学问题，深入探讨热辐射领域的学术前沿及技术应用，对促进能源高效利用，催生新技术和新模式具有重要意义。
2025年第1期热辐射研究生学术论坛也在筹备当中，欢迎感兴趣的学生报名参加！
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