沿海农业受到淡水资源短缺以及传统耕作线性高消耗模式的制约,存在严重浪费与环境影响。南京大学朱嘉、宋琰等人、海南医科大学Tao Yang、海南大学肖娟秀等携手提出一种太阳能驱动的循环式海水淡化农业,利用太阳光与海水生产粮食,废弃物排放极低。
具体而言,太阳能海水淡化从海水中产出无硼的充足灌溉水;大豆提供食物与高附加值产品;剩余生物质被升级为生物蒸发器与肥料,支撑后续淡化与种植。
在海南岛开展的为期3个月田间试验验证了从种子萌发、收获、加工到废弃物升级再利用的完整循环。按全球人均农业用地面积0.6公顷计算,该系统可满足47人的每日食物需求。除大豆外,该模式还可在种植多种粮食与经济作物的同时修复盐碱地,展现出广泛适用性与经济潜力。
这一太阳能循环农业策略为实现水–粮食–能源安全提供了可持续路径。
朱嘉,南京大学教授、博士生导师。2010年获美国斯坦福大学工学博士学位,师从大牛崔屹。随后在加州大学伯克利分校和劳伦斯伯克利国家实验室做博后,期间获得“中国政府优秀留学生奖”、“国际材料学会优秀研究生金奖”和“美国化学学会无机化学青年科学家” 等称号。2013年9月回到南京大学组建纳米能源研究小组,2016年入选美国《麻省理工学院技术评论》第十六届全球35岁以下创新者榜单;2019年获得国家杰出青年科学基金资助。朱嘉教授团队主要从事面向基于光热调控的新能源领域的纳米材料与器件的研究,聚焦与纳米尺度的电学、光学、热学基本原理的探究及新型能原材料的研发。团队目前研究的主要方向为:锂钠光学、辐射制冷、热电、光热转换等迄今为止,在Nature、Nature系列、Science系列、Joule、PNAS、Nano Letters、Advanced Materials 等国际高影响力学术期刊发表论文160余篇,他引超过29000余次,授权专利10项, 受邀在政府,国际会议及世界著名学府做过70多场大会、特邀专题报告。英国皇家化学学会会士,杂志Nanophotonics的责任编辑,同时是40多个国际学术期刊的特约审稿人。宋琰,南京大学能源与资源学院助理教授,主要从事关键资源绿色开发研究,其团队研发的"界面光热盐湖提锂技术"通过微纳结构材料实现太阳能驱动锂离子高效提取,相关成果获2025年第50届日内瓦国际发明展金奖。宋琰系统展示了微纳结构界面光热技术在水处理领域的最新应用进展。
肖娟秀,海南大学海洋科学与工程学院,南海海洋资源利用国家重点实验室,研究员(海南省拔尖人才)。四川大学学士,新加坡国立大学博士、博士后。2021/2023海南省自然科学二等奖(分别为第一、二完成人)。
5年内主持国家自然基金2项、省重点研发计划等项目4项、校高层次人才等3项,参与国家重点研发计划等省部级以上项目7项。共发表SCI论文70余篇,近五年共引用2600余次;以第一作者或通讯作者在Advanced Energy Materials,Advanced Functional Materials,Angewandte Chemie,Nano Energy, Chemical Engineering Journal,Acta Materialia等SCI国际期刊上发表30余篇,授权专利6项;并以其他作者身份在Nature Water, Nature Communication,Advanced Materials,Advanced Functional Materials,Nano Letter等SCI国际期刊上发表近40余篇;
参与编撰由中科院白春礼院士作序的《国之大器,始于毫末—中国纳米科技白皮书》,并被《自然纳米科技》期刊编辑高亮评论;赴美国、日本、新加坡、德国、印度等地参加16次国际学术会议,其中5次受邀报告,10次口头报告;为国际SCI学术期刊Energy Reports(IF 4.9)杂志编委;Nano Materials Science(IF 9.9)杂志青年编委;国家自然科学基金委员会项目评议人;海南省科技厅专家库专家;海南省知识产权局专家库专家;九三学社海南省自然资源与生态保护工作委员会委员;
国际学术期刊Advanced Energy Materials,Advanced Functional Materials, Chemical Engineering Journal, Journal of Hazardous Materials, Journal of Cleaner Production, Applied Physics Letters, Journal Applied Physics, Ceramic International等审稿人。
https://www.nature.com/articles/s44221-026-00615-y