香港理工大學(理大)協理副校長(研究及創新)、郭氏集團仿生工程教授及機械工程學系講座教授王鑽開教授榮膺日本傳熱學會頒發的2024年國際熱科學紀念獎,以表彰他對傳熱及工程科學的重大貢獻。
國際熱科學紀念獎每兩年頒發一次,嘉獎在傳熱科學和工程學界具傑出表現的科學家。王教授獲此殊榮,表揚他在傳熱研究的突破發現,成功解決沸騰現象的關鍵科學問題,並克服了持續存在的技術難題。
王教授說:「我很榮幸能在 2024 年獲得這享有盛譽的獎項,抜山四郎教授90 年前發表了劃時代的沸騰研究成果。他使用一條美麗的沸騰曲線,闡明了沸騰現象的物理原理,該曲線被稱為 Nukiyama 曲線,這一里程碑出現在現今每一本傳熱教科書中。我和研究團隊從根本上抑製具數百年歷史的萊頓弗羅斯特效應,Nukiyama 曲線可以發生改變,從而實現更高效的沸騰傳熱,這將開啟廣泛的應用。」
王教授研發的結構熱裝甲(STA) 徹底打破自1756年以來屹立的「萊頓弗羅斯特效應」(the Leidenfrost effect)科學挑戰。有關科研成果「抑制萊頓弗羅斯特效應,實現1,000°C以上高效熱能冷卻」亦於2022年在國際學術期刊《自然》(Nature)發表。
當液體接近比其沸點更高溫度的固體表面時,之間會形成持續的蒸汽層,就會產生經典物理現象「萊頓弗羅斯特效應」,阻隔了傳熱。怎樣可做到液體能有效冷卻高溫表面,是工程和材料科學領域停滯二百多年的科學挑戰。
王教授發明的STA策略能在極高溫下實現高效液體冷卻,特別對航空及航天引擎、新一代核反應堆等應用有莫大裨益。這項突破亦適用於因設備微型化(device miniaturization)導致熱通量(heat flux)增加的電子設備冷卻。
將液體冷卻的溫度提升至攝氏1000度(°C)以上,這項突破界限的發現,有助提升核電廠、引擎、微電子芯片和電子設備的熱冷卻效果。
國際熱科學紀念獎由日本傳熱學會設立,以紀念傳熱科學家抜山四郎 ( Shiro Nukiyama ) 教授對該領域作出的卓越貢獻。學會旨在促進機械工程、化學工程和核子工程等不同學科領域研究人員之間的科技交流。