南開大學(xué)馬儒軍教授團隊《Nano Lett.》:基于干涉-逆反射原理的結(jié)構(gòu)色彩色輻射制冷技術(shù)
2022-06-18 來源:高分子科技
21世紀以來,全球?qū)τ谥评涞男枨蠹彼偕仙韵幕茉礊榇鷥r的傳統(tǒng)制冷技術(shù)不僅能耗巨大,而且從根本上使得地球變得越來越熱。輻射制冷作為一種被動制冷方式,其主要通過大氣透明窗口(8-13 mm)將物體自身的熱量以紅外輻射的方式發(fā)射到外太空這個巨大的冷源 (~3 K)。這種完全零能耗的制冷方式有望大量節(jié)省制冷能耗,對人類社會的可持續(xù)發(fā)展具有重大意義。
在最近的研究中,科學(xué)家們已經(jīng)成功解決了日間低于室溫的輻射制冷這個革命性難題。為了實現(xiàn)這個目標,設(shè)計的材料不僅需要在中紅外波段具備高發(fā)射率而且必須具備對太陽輻射(0.25-2.5 mm)的高反射率。這使得大多數(shù)的輻射制冷材料呈現(xiàn)出白色或銀色的外觀。這種單一的顏色不僅阻礙了輻射制冷材料的應(yīng)用,而且加劇了光污染。盡管有研究通過引入商用染料來賦予輻射制冷材料顏色,但是大量的可見光吸收嚴重降低了制冷能力。因此,如何實現(xiàn)低于室溫的彩色輻射制冷是一個亟待解決的難題。
圖1 (A) 彩色輻射制冷器件的制備過程; (B-D)彩色輻射制冷器件的色彩表征。
圖2 (A) 彩色輻射制冷器件的光譜特征; (B) 戶外實測降溫效果;(C) 應(yīng)用展示。
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