(张秋/文 闵萍萍/图)一块几厘米见方的透明薄片,“肉眼看过去仍然能够辨认后面的文字和物体,根据膜层和结构不同会带一点淡黄或轻微金属质感,拿在手里和普通玻璃片、透明基片并没有特别夸张的区别。”
但在哈工大郑高院青年科研人员闵萍萍眼中,这块看似普通的材料,藏着一个不简单的科学问题:能不能让一块玻璃,对不同频段的“光”作出不同的“选择”?
让可见光尽可能透过,保证清晰视野;让特定频段的电磁波减少反射,降低被探测的特征;还要调控红外热辐射,实现多种功能协同。这意味着,一块玻璃不仅要“看得清”,还要能根据不同波段的需求,决定什么该透过、什么该吸收、什么需要被调控。
2026年2月,闵萍萍带着多年积累来到哈工大郑高院。她希望在中原大地,让这块特殊的“玻璃”拥有更多可能。

闵萍萍路演现场
01 一块玻璃,如何才能拥有“多重身份”
闵萍萍长期从事可见光-红外-微波多频谱兼容功能材料设计与调控研究。她从材料科学起步,在哈工大攻读博士期间转向电磁调控方向,材料学科让她理解“材料能做成什么样”,电磁理论则让她思考“材料应该被设计成什么样”,这种交叉视野正是她破解多频谱协同调控难题的底气。
这项研究听起来抽象,其实可以从生活中最常见的玻璃理解。普通玻璃的主要任务是透光、采光和提供视野。但在一些特殊应用场景中,透明只是基本要求,比如航空透明件,既需要满足观察和成像需求,又可能面临复杂的电磁环境;汽车天幕和建筑玻璃,既要保证采光,又要兼顾隔热与舒适性。
难点恰恰在于,这些性能往往相互制约。薄膜太厚,可能影响透光;薄膜太薄,又可能无法获得所需的电磁响应。某个频段表现优异,并不意味着其他频段也能兼顾。

闵萍萍作为成果展方参加技术成果展
真正的难题,不是让一块材料拥有某一种极致性能,而是让多种性能在同一块材料上找到平衡。
博士阶段的一次综合测试,让闵萍萍至今记忆犹新。当同一块样品的透光性能和电磁性能同时达到设计预期时,她最先想到的不是论文终于有了结果,而是材料、结构、仿真与工艺,终于在一块真实的样品上形成了闭环。
近年来,她已发表学术论文16篇(其中以第一/通讯作者发表SCI论文11篇,相关成果发表于Photonics Research、Nanophotonics等权威期刊),并获授权国家发明专利15项,其博士学位论文获评哈工大优秀博士学位论文;在创新创业方面,代表研究院获得“创赢未来”创业大赛全国总决赛二等奖,“豫创天下”省级创业大赛一等奖,并作为全省唯一获奖代表于闭幕式暨颁奖仪式现场进行项目展演。

闵萍萍参加双创比赛

闵萍萍团队获奖证书
02 仿真里的“最优解”,不一定是工程里的“正确答案”
做电磁调控研究,仿真是绕不开的一关。闵萍萍曾遇到过这样的情况:仿真时设计的透明吸收结构表现很好;可真正把材料制备出来,测得的谐振峰却发生偏移,吸收性能下降,透明度也不如预期。
团队前后排查了数周。最后发现,并不是某一处设计出了明显错误,而是多个看起来不起眼的偏差叠加在一起:实际薄膜的厚度、方阻和均匀性与理论设定有所不同,基底的介电参数存在变化,加工后的图形边缘也难以做到绝对理想。
这次经历让她认识到,仿真不是实验的“标准答案”。此后,她把“可制造性”提前到了设计阶段,不再一味追求理论上的峰值性能,而是同步考虑材料参数、加工精度和工艺容差;实验前先测量真实材料参数,再反馈到模型中修正设计。
为了减少反复试算的时间,她自主搭建了智能仿真优化平台,引入机器学习辅助寻找更有希望的设计区间。在她看来,人工智能不是为了替代物理判断,而是把研究人员从大量重复性操作中解放出来,把精力留给真正需要思考的科学问题。
03 在郑高院,打开新的研究空间
让闵萍萍最终选择来到河南的,一方面是河南在新材料、功能玻璃、装备制造、新能源汽车等领域的产业基础,另一方面是郑高院为青年科研人员提供的方向自主性和交叉合作空间。
“我希望下一阶段不只停留在仿真和单一器件上,而是把材料、结构、器件和真实应用场景真正连起来。”闵萍萍说。
在郑高院,材料制备、结构表征、光电性能测试等研究环节能够相互衔接,不同学科背景的科研人员能够围绕共同问题展开交流,研究院也在科研项目组织、青年人才发展和企业对接方面提供支持。

闵萍萍参加国际学术会议
这让她开始思考一个更进一步的问题:如果一块玻璃能够通过结构设计,对不同波段的光作出“选择”,那么,能不能让这种选择随着环境变化而改变?
这正是她如今重点探索的智能光窗方向。过去的多频谱调控研究,更多是通过预先设计好的材料和结构,实现相对固定的光电性能。但真实世界里的光照、温度和使用需求,并不是固定不变的。
因此,闵萍萍希望推动功能材料从静态调控走向动态响应。目前,她正围绕兼具高透明与自适应特性的新型功能材料体系开展协同设计研究,探索可见-红外-微波多波段智能调节的实现路径。简单来说,就是让材料能够对外界光、电、热等条件作出响应,按实际需要改变自身的光学状态。
04 让一扇“智慧之窗”,真正走向应用
谈及智能光窗未来一两年的研究目标,闵萍萍没有首先强调某一个性能指标能够做到多高。
她更关心的是,能否让多种功能协同工作,并在真实环境中保持稳定。在性能上,她希望器件正常状态下的可见光透过率达到70%以上,在需要防护时能够显著降低透过率,并将响应时间控制在1秒以内;在工程验证上,她计划先解决实验室尺度器件的重复性和可靠性问题,再逐步推进更大尺寸样件和产品级透明基材上的制备验证。
在应用上,她希望与功能玻璃、透明件制造及专业测试领域的企业和科研单位合作,让智能光窗接受真实工程条件的检验。航空透明件可以成为高性能验证场景,未来还有望向新能源汽车智能天幕、侧窗以及建筑节能玻璃等领域延伸。
闵萍萍清楚,科研成果的价值,不仅在于证明一种可能,更在于让这种可能具备走向现实的条件。

闵萍萍为中小学生科普科学知识
谈及青年科研人员如何选择发展平台,她有自己的判断:“选择一个平台,不只是看它现在有什么,更要看它能不能给你把自己的研究方向长期做下去,并真正做成事情的空间。”
她研究的,是一扇能够对不同光线作出“选择”的窗;她自己作出的选择,则是让科研继续走向更广阔的现实场景。
让光穿过玻璃,让创新穿过实验室。这或许正是一位青年科研工作者,在中原大地追逐的光。
编辑&排版:张秋
责任编辑:梅鹏飞
审核:张宏、张懿文

