
作為一名“90後”
他勇攀高峰、閃耀國際
在SCI期刊發表論文100餘篇
深耕熱輻射研究
率先在國際上觀測到雙曲材料中非對稱吸收現象
研究成果入選全球30項光學重大進展
潛心科技前沿
胸懷報國之志
獲得第28屆中國青年五四獎章
北京大學工學院2014級博士校友吳小虎
正在努力突破科學極限

吳小虎
2024年9月16日,美國斯坦福大學與愛思唯爾(Elsevier)共同宣佈更新了標準引文指標的全科學作者資料庫,併發布了第七版《全球前2%頂尖科學家榜單2024》(World‘s
Top 2% Scientists 2024),吳小虎再次入選榜單。
Top 2% Scientists 2024),吳小虎再次入選榜單。
我身邊聰明的人很多,但我勤奮。當然興趣也很重要,我對科研是有極大的熱情的。
一路走來,吳小虎的科研經歷看上去是比較順利的,這一路上支撐他走下去的力量當屬勤奮和熱愛。
在北京大學讀博士期間,吳小虎最開始選擇的是力學中的一個分支流體力學,但在深入瞭解之後發現自己的興趣並不在此,經過大量文獻的閱讀和導師的悉心指導,吳小虎逐漸被熱輻射研究深深吸引。“我的導師有深厚的熱輻射研究背景,為我提供了寶貴的指導,這也進一步激發了我對這一領域的熱情,博士畢業之後,也一直在從事這方面的工作。”
吳小虎在博士階段開發了一整套程式計算方法,能夠對各向異性材料的各種情況進行計算。“這應該是我們在國內第一個能夠用非常完備的程式來開展計算工作,保證了我們在計算上有優勢。”他所研究設計的這套有關電磁模擬的演算法不僅能夠計算普通的平板結構,還能實現比較複雜的微結構計算。一些案例之前可能需要花費幾個小時,但有了這套演算法程式以後,基本上能夠一秒出結果,大大提高科研的效率。
這套耗費一年半心血打造的演算法程式,成為吳小虎科研路上的“探照燈”。“從這套演算法對一些各向異性材料進行一些物理機理上的研究,我們發現了一些新的物理現象。”在世界範圍內,吳小虎第一次觀測到雙曲材料中的非對稱吸收,這為單向光學器件和完美吸收器的設計提供新的思路,該成果發表在光學頂刊Optica上,被美國光學學會評選為“全球30項光學重大進展”。

科研的果實,往往是在興趣與堅持的澆灌下,不經意間綻放。“我當時沒有專門去研究非對稱吸收,只不過是一個意外的發現,透過進一步的改進工作以及更加深入的思考,我們在更加複雜的情況下能夠得到非對稱的反射並提出整套理論,為其他研究者提供了借鑑意義。”
他的博士學位論文被評為北京大學優秀博士畢業論文,並且被世界著名學術出版機構德國施普林格(Springer)出版集團收錄於Springer
Theses叢書。
Theses叢書。
吳小虎始終認為做科研需要的是“純粹”。“做科研,最重要的是少想一點,其實就是腳踏實地地做好事情。”
吳小虎眼睛裡閃著光,“我覺得自己是比較純粹的,可能因為我從小生活在農村,接觸的事情比較少,所以我受到的干擾也比較少。一直到博士畢業,腦袋裡好像就只有科研這一件事。”
2019年底,山東高等技術研究院剛成立不久,吳小虎看到研究院研究領域與自己專業方向非常契合,便毫不猶豫來到了濟南,在2020年正式入職山東高等技術研究院。

自2014年起,吳小虎便在熱輻射領域砥礪深耕。科研的道路上,總會遇到未知的挑戰和看似無法解決的問題。“科研的本質就是創新,只有敢於突破現有框架,才能為國家的發展提供更多可能性。”在做低對稱性材料輻射換熱研究時,吳小虎碰到了很多無法解釋的現象,傳統的理論和方法都行不通。他的學生們提出了一個沒有先例的新思路,儘管風險很大,但大膽的嘗試過後,他們不僅解決了難題,還取得了全球前沿的研究突破。
“很多時候,科研成果不是一蹴而就的,而是經過無數次失敗和調整後的積累。”研究期間,吳小虎聯合佐治亞理工大學開展科研攻關。他基於各向異性材料的互易關係,歸納了傳統基爾霍夫定律在非互易系統中成立和失效條件,推導了適用於互易材料和非互易材料的普適基爾霍夫定律,為非互易熱輻射提供了理論基礎。為表彰該成果對領域作出的貢獻,國際傳熱傳質中心(International
Centre for Heat and Mass Transfer)將2019年度Hartnett-Irvine
Award獎授予吳小虎,他也成為第二個獲此獎項的中國學者。
Centre for Heat and Mass Transfer)將2019年度Hartnett-Irvine
Award獎授予吳小虎,他也成為第二個獲此獎項的中國學者。
“做科研,要始終保持一顆平常心,耐住性子,才能從大量枯燥的資料和實驗中發現線索和成果。”每一項成就的背後,都凝聚著無數日夜的忘我付出和不懈努力。
首先把科研基礎、本職工作做好,同時也要帶好學生團隊,最後希望能與社會其他從事熱輻射研究的人員相互學習,共同促進我國熱輻射學科的發展。
吳小虎將實際行動踐行到自己的座右銘“為學、為教、為政”當中,促進熱輻射領域研究成果的科普,吸引更多青年投身於科學研究。
近年來,隨著網際網路的發展,很多學術會議由線下轉到線上。吳小虎想到,大部分會議都是老師去講,但科研專案具體實施其實是由學生組成的團隊來做,理論與實踐有時會產生脫節。帶著這樣的想法,吳小虎開設了“熱輻射研究生學術論壇”。成立至今,論壇已經開展了23期學術探討。

現在經常有一些老師主動跟吳小虎溝通,能不能當論壇點評專家跟學生溝通交流,瞭解學生關注什麼內容、參與哪些研究。“活動帶來的意義比我自己做科研的意義要大很多,學生在學習階段能夠有機會得到老師的指導,不同國界、不同老師、不同學生之間形成聯接,鼓勵著我帶著學生做得更好。”

他努力做好科學的傳播者。吳小虎創辦的微信公眾號“熱輻射與微納光子學”,是熱輻射領域最大的微信公眾平臺,為熱輻射領域成果和研究者搭建起了一個交流與展示的空間。
“科研不僅僅是學術上的突破,更要對國家有實際貢獻。”
到山東後,他積極響應新舊動能轉化戰略,大力發展戰略新材料,在科技攻關最前沿勇挑重擔。他對雙曲材料的近場輻射換熱進行深入研究,設計出高效率和高功率的近場熱光伏系統,憑藉這項研究,受邀為Solid
State Physics撰寫英文章節,成為近五年第一位為此書撰寫章節的中國大陸學者。
State Physics撰寫英文章節,成為近五年第一位為此書撰寫章節的中國大陸學者。
應用基礎技術類工具軟體開發,關係到我國技術創新的可持續性和質量。雖然近年來我國自研發軟體已經卓有成效,但是基礎技術軟體方面的開發還略顯薄弱。面對這樣的大環境,吳小虎完善並拓展了傳輸矩陣方法,解決了由於光學簡併性帶來的奇異點和數值溢位問題。之後他對程式進一步完善,將其封裝成軟體,提高我國在應用工具類軟體的自主研發能力,為打破技術壁壘和國外軟體壟斷局面邁出了關鍵的一步。

吳小虎獲評第二十八屆中國青年五四獎章
我們正生活在一個最好的時代,作為青年人能學很多東西,也能做很多事情,要有遠大的抱負,相信自己,透過不懈努力一定能夠成功,這個成功最開始僅僅受益於自己,但是很多人共同努力成功之後,一定會使我們國家更加強盛。
帶著這份熱情與堅定,這位“90後”的科研工作者,正在奔赴更廣闊的星辰大海。

來源:山東高等技術研究院、山東釋出、青春山東、海右人才等
綜編:邱放、林倩瑤
圖片:吳小虎
責編:張張
稽核:李存峰