宋柏：当我们谈论热，我们在谈论什么？越来越多的人因为越野马拉松

越来越多的人因为越野马拉松，知道了户外保温毯。薄薄的一层塑料布为什么能保温？“关键是在塑料上有一层铝，它能把人体发出的红外热辐射又反射回人体，就像镜子反射可见光一样。”这是很多人不知道的热科学。
一颗闪闪发亮的石头，如何判断它是不是钻石？竟然也可以靠热。“只要测量它的热导率就好，甚至不需要很精确。热导率代表的是物质传热的能力，塑料勺不烫手，就是因为塑料的热导率很低，而钻石是所有天然材料里热导率最高的。”钻石因此被赋予特殊的意义， “广告里说的象征真爱永恒没什么意思，但钻石可真是怎么夸都不为过的材料。”这也是很多人不知道的热科学。
在看似寻常的冷热之间探索非常，这就是2020年“科学探索奖”获奖人，北京大学工学院特聘研究员宋柏的日常。

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宋柏的实验室，进入这里需要“全副武装” 。
读本科时，宋柏曾经“妄言”：“做工程和修自行车差不多，就是高级一点。”但现在，他却在实验室里摆上了一排排改锥和扳手，并且对北大几座建筑的振动幅度如数家珍。“综合科研楼最好，我这里还行，离地铁比较远，但层数太高。振动是真的有影响，哪怕你在我的实验室里轻轻走动，都会看到显微图像在抖。除了极小的振动，我们还需要很低的噪声，稳定的温湿度，乃至对电磁干扰的屏蔽。”回忆起当年，宋柏大笑起来：“现在自行车也能自行了，是高科技。”
“当然，我们实验室最重要的是防尘，要穿连体‘兔子服’ 。”这是因为，热科学的研究已经进入了极小的时空尺度，在这里，一粒灰尘堪比一座大山。
当我们谈论热，我们在谈论什么？

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【宋柏】
北京大学工学院特聘研究员
2020年“科学探索奖”前沿交叉领域获奖人
【获奖理由】
肯定他在热量输运机理与极限方面的成绩，支持他在原子时空尺度探究和调控冷热现象。
“反常识”的热科学
热科学研究什么？宋柏一言以蔽之：“小到原子、大到宇宙，一切冷热现象都可以是热学的研究对象；在工程技术中，我们最关心热量输运和热能转换。”
热科学研究的对象可以很平常，比如一颗爆米花。“不是所有品种的玉米都能变成好看又好吃的爆米花，玉米的含水量和热导率尤其重要。热导率越高，玉米中的水分就越容易受热蒸发，直到气压超过表皮强度而爆开。”宋柏告诉我们，国际顶级期刊《Nature》还曾发表过研究爆米花爆开机制的论文。
热科学研究的对象也可以很宏大，比如当下炙手可热的碳减排。“大约90%的一次能源，比如煤、石油和天然气，都要先变成热才能利用，而最终又有70%以废热的形式白白损失。想要实现‘碳中和’ ，不仅要做好零碳能源替代，还要充分利用热，大力提高能效并做好余热回收。”宋柏解释道。
热现象无处不在，热技术举足轻重，热学研究的成果让人目不暇接，普通人看来，甚至颇有些“反常识” 。
比如超低热导率。特制的碳泡沫材料已经用于太阳探测器的隔热板，有了它，探测器面向太阳的一侧温度高达1400摄氏度，但另一侧却只有30度，科学仪器的正常工作就有了“保护伞” 。还有二氧化硅气凝胶， “看着有点像普通玻璃，但里面全是纳米孔洞，密度接近空气，热导率比空气还低。把透光绝热的气凝胶覆盖在吸光材料上，就可以直接利用太阳能来淡化海水、净化废水，甚至产生高温蒸汽杀菌消毒。”