如果你曾发现手机莫名其妙地发烫,感觉像突然握着一颗烫手山芋,这或许是了解香港大学机械工程系助理教授周嘉炜教授研究工作的起点。
周教授的研究聚焦不同材料的热传导机制,及电子设备以至数据中心等科技的热流控制。随着电脑运算能力的需求大增,管理能源效益变得越来越重要,热管理已成为重大的科学与工程挑战。
周嘉炜教授凭藉在热管理领域的开创性研究获选为2026年 ‘裘槎麦德华前瞻科研大奖’ 得主。该奖项旨在支持香港杰出的新晋科研学者,表彰具备卓越潜力及国际竞争力的科研人员。每位得奖者可获500万港元资助,以推动创新科研项目。
周教授表示: “这项殊荣对我的团队是莫大的鼓舞,让我们有信心开展具前瞻性、长远的原创研究,专注攻克微纳米级能量传输中最基础且关键的科研挑战。”
周教授的研究运用先进的计算与实验技术,探究不同材料内的热传导机制,可以为电子设备、电池、数据中心及可持续建筑等领域开发创新解决方案。其研究突破传统框架,不仅聚焦于声子(在许多固体中负责热传导的原子振动),亦同时探索电子与分子作为替代热载体的潜力。
周教授解释: “我们致力研发在微纳米级具有极端热传导特性的新材料,并探索主动调控热流的方法。我们的研究目标是预测、发现并开发能够接近甚至超越现有热传导与隔热基准的新材料。”
这些新材料的潜在应用广泛,包括提升移动设备性能、提高驱动人工智能技术的大型数据中心的冷却效率,以及推动更环保、更安全的能源解决方案。
他指出,深入理解能量传输的微观机制(例如电子、分子层面的相互作用),是开发新型能源解决方案的关键所在。周教授表示: “我们研究团队对微观能量载体在这些动态过程中所扮演的角色特别感兴趣,希望能够进一步理解并设计能量传输路径,以提升效率。”
此外,目前全球约一半的能源需求以热能的形式供应,占全球二氧化碳排放约百分之四十。如何有效地输送和利用热能,对推动全球清洁能源转型及达成碳中和目标至关重要。将材料设计与微观能量传输结合,能为能源效率提升带来新的契机。
周教授总结道: “我们的目标是设计出能够突破热控极限的全新材料,并将其融入实际应用中,为建设更可持续的未来作出贡献。”