一种可量产的多功能辐射降温材料

来源 | Progress in Materials Science

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背景介绍

随着全球变暖加剧和极端高温天气频发，人体、建筑、设备等的降温需求日益迫切。传统制冷系统虽然能够实现降温，但其运行所需的制冷剂和电力严重加剧了温室效应和能源消耗，对绿色可持续发展构成巨大威胁。是否存在一种新型的绿色降温方式，可以在不消耗能源的情况下实现降温？辐射降温技术是一种无需能量输入的物理降温技术，它通过对太阳光和中红外波段光谱进行选择性精准调控，最终实现物体的无源持续降温。该技术有助于缓解能源危机和温室效应，对实现“双碳”目标具有重要意义。

近年来，关于辐射降温材料的理论模型、基本原理和精准成型的研究已经取得了一定的进展。然而，如何通过丰富的原材料和成熟的工艺技术来制备辐射降温材料或器件以满足大规模的实际应用需求仍有许多工作需要开展。

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成果掠影

近期，陕西科技大学薛朝华教授团队联合香港理工大学王钻开教授和华中科技大学陶光明教授团队，系统阐述了辐射降温基本原理和可宏量制备的多功能辐射降温材料的设计策略。该论文全面总结了可量产多功能辐射降温材料的最新成果，旨在缩短基础研究与产业需求之间的差距，并进一步展望了辐射降温材料未来发展的挑战与机遇。该文章有望在基础科学研究和实际产业应用之间架起一座桥梁，弥合基础研究和产业需求之间的差距，有效促进辐射降温材料或器件更好地服务于人类社会。相关研究成果以“Scalable multifunctional radiative cooling materials”为题发表于《Progress in Materials Science》。

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图文导读

图1 辐射降温材料或器件的基本原理、设计策略、多功能化及应用

图2 基于强热红外发射材料与高太阳反射金属集成的辐射冷却器设计策略

图3 高太阳反射率多孔结构日间辐射冷却器的设计策略

图4 光纤纺丝处理多孔结构日间辐射冷却器的设计策略

图5 目前的设计策略的日间辐射冷却器通过粒子包埋过程的高太阳反射率

图6 当前高太阳反射率日间辐射冷却器的设计策略

图7 当前通过其他方法设计具有多孔结构的日间辐射冷却器的设计策略

图8 具有优良的自清洁性能的多功能日间辐射冷却器

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