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2024年8月7日，《R&D World》杂志在其官网上公布了“R&D 100”专业奖（Professional Award）的获奖名单。上海交通大学张江高等研究院未来材料创制中心教授、全球汽车精英组织成员胡志宇，因在微机电系统（MEMS）热电芯片研发方面的卓越贡献，荣获2024年度“R&D 100”可持续创新者大奖（Sustainability Innovator of the Year）。胡志宇教授
“R&D 100 Award”始于1963年，由《R&D Magazine》创立，旨在表彰具有商业价值的革命性新产品、新技术和新材料。每年，从全球数千个参赛项目中，评选出100项年度最具创新意义的商用技术，被誉为科技创新界的“奥斯卡”奖和工程领域的“诺贝尔奖”。许多获得“R&D 100”大奖的技术产品，均成为各自领域的标杆。例如，蓝光发光二极管（LED）、液晶显示器、高电子迁移率晶体管（HEMT）、锂离子电池和核磁共振成像（MRI）等，在荣获“R&D 100”大奖后，还获得了诺贝尔奖。本届“R&D 100 Award”共收到来自16个国家和地区的数千个参赛作品。奖项的评选由全球各领域的56位知名专家学者，经过两轮严格评审，从科技突破、独特创新及实用性三个维度，最终评选出具重大创新与商用价值的产品、技术、个人或团队。对于胡志宇的获奖，《R&D World》在官网评价道：“胡志宇是可持续能源领域的杰出创新者，他率先开发了基于微机电系统（MEMS）的热电芯片，实现了高效发电。胡志宇的研究重点是微型热电器件（micro-TED），这种器件可以利用低至0.001 K的微小温差进行发电。这一突破对高效温度传感和通过辐射制冷发电具有重要意义，为可持续能源开辟了新途径。”胡志宇团队经过近20年的研究，利用先进的微纳加工技术和纳米多层材料构建工艺，成功开发出一种能够利用微小温差（低至0.001 K）发电的MEMS微型热电芯片。该团队在100毫米直径的硅片上，实现了超过6万个微型热电对的超大规模集成，在63 K温差下达到了0.5 W/cm³的功率密度和208 W/kg的功率重量比。这一技术突破，为微型热电器件在高效能量转换方面树立了新标杆，并在国际上处于领先地位。胡志宇团队还展示了一种利用微型热电芯片来进行通过热能变化检测视觉和听觉信号的创新方法，其微型热电芯片作为一个硬件快速傅里叶变换（FFT）器件对探测输入能量的速率与强度具有极高的灵敏度，使得通过热信号实现图像和声音的识别成为可能。这项技术有望在仿生图像传感器和音频热监测等领域具有广泛的应用。自2018年首创将辐射冷却技术与MEMS热电芯片集成以来，胡志宇教授及其团队在该领域不断取得新进展。近期，胡志宇在《Advanced Energy Materials》上发表了综合评述，在《Innovation》撰写了观点文章，并在《Nano Energy》发布了关于仿生可穿戴设备的研究。此外，胡志宇已经出版了共五部中英文书籍，其中《红外辐射制冷及其应用》和《纳米构建热电薄膜》为各两部中英文专著。他主编的教科书《碳中和的关键问题与颠覆性技术》，在2023年第75届法兰克福书展上受到广泛关注。在此之前，微型发电芯片项目曾经获得过中国微米纳米技术学会创新奖，MDPI能源奖与瑞士日内瓦国际发明展等多个奖项。展望未来，胡志宇表示，通过利用地球年均250 W/m²的辐射到外太空的热资源，热电器件与太阳能吸收器和辐射冷却器的集成，将可能带来持续的电力供应，年发电潜力可达3.33×10⁸ TWh，远超全球的用电需求。这一构想展示了可持续能源发展的巨大潜力，并激励团队继续在前沿技术领域探索，助力解决全球能源挑战，实现可持续发展目标。未来，胡志宇团队计划进一步优化热电芯片的性能，拓展其应用范围，并积极推动技术的商业化，以在更大范围内发挥其社会和经济效益。
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