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  2022年政府間氣候變化專門委員會（IPCC）第六次評估報告中明確表示：如要避免加劇全球氣候變化，人為溫室氣體排放必須盡快達到峰值，并在本世紀下半葉通過減排達到中和。據(jù)美國能源部最新報告顯示：建筑能耗是影響全球氣候變化的主要因素之一，其二氧化碳排放占到全球總排放的10%，電力消耗也占到30%，而這其中約一半是源自于建筑物的制冷和供暖需求。為此，我國住房和城鄉(xiāng)建設部于2022年3月發(fā)布《“十四五”建筑節(jié)能與綠色建筑發(fā)展規(guī)劃》文件，旨在全面推廣超低能耗建筑，鼓勵新建建筑執(zhí)行超低能耗建筑、近零能耗建筑標準。然而，實現(xiàn)建筑凈零脫碳所面臨的規(guī)模性和復雜性的挑戰(zhàn)前所未有，因此更加需要學科間跨界交融，并尋找革故鼎新的解決方案。

  面對這一問題，南京工業(yè)大學材料科學與工程學院張軍教授團隊在《ACS Applied Materials & Interfaces》上面發(fā)表了題為“Hierarchical-Morphology Metal/Polymer Heterostructure for Scalable Multimodal Thermal Management”的論文。該工作將輻射降溫技術與選擇性吸收供暖技術結合，制備了一種雙面雙功能的葉片來取代傳統(tǒng)的百葉窗葉片。炎熱氣候，該裝置高反射太陽光使吸熱量最小化，并對外輻射長波紅外使散熱量最大化，實現(xiàn)自動降溫的效果。溫暖氣候，該裝置切換到透過模式，為建筑提供直接的太陽光熱增益和自然照明。寒冷氣候，該裝置切換到供暖模式，該模式最大限度地實現(xiàn)光-熱轉換，并降低長波紅外輻射以減少熱量損失，實現(xiàn)自動供暖的效果。因而，該裝置具有制冷、自然照明和供暖模式，并能在相應氣候下通過轉動葉片轉換模式，為建筑物提供了可無源使用的“HAVC”，以實現(xiàn)建筑物的凈零脫碳。

  該工作主要由南京工業(yè)大學材料科學與工程學院博士生楊張濱完成，碩士生賈宇參與了部分研究工作。

本文要點：

圖1 輻射降溫材料設計思路

圖2 輻射降溫材料性能

圖5 多模態(tài)熱管理裝置節(jié)能效果

  原文信息與鏈接：Yang, Z.; Jia, Y.; Zhang, J., Hierarchical-Morphology Metal/Polymer Heterostructure for Scalable Multimodal Thermal Management. ACS Applied Materials & Interfaces 2022, 2c03513. 

  https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.2c03513

作者簡介

  第一作者：楊張濱，江蘇如皋人，南京工業(yè)大學材料科學與工程學院2020級博士研究生。2018年在南京工業(yè)大學取得學士學位，同年免試推薦到張軍教授課題組攻讀碩士學位，并于2020年提前攻讀博士學位，師從張軍教授。主要從事輻射降溫和選擇性吸收材料的設計制備及機理研究。作為項目負責人主持一項江蘇省創(chuàng)新實際項目（KYCX21_1106）。在ACS Appl Mater Interfaces、Compos Part B-Eng、Compos Sci Technol和Sol Energy Mater Sol C等期刊以第一作者身份發(fā)表SCI論文7篇，取得一項國家授權發(fā)明專利。相關研究工作獲得Cell Press主辦的“Net Zero Beyond Pathways to Decarbonization”會議最佳墻報獎。