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理化所李明珠/江雷团队、化学所宋延林团队 Matter:受金龟子启发的高亮度彩色日间辐射制冷薄膜

高分子科技  · 公众号  · 化学  · 2024-11-17 11:16

主要观点总结

中国科学院理化技术研究所李明珠团队和中国科学院化学研究所宋延林团队在彩色辐射制冷材料的研究中取得重要进展,提出了一种基于分级多孔嵌套结构的彩色辐射制冷薄膜。该薄膜具有优异的太阳反射率和大气窗口发射率,能够实现高效制冷的同时提供亮丽、可定制和耐磨的彩色外观。相关成果发表在《Matter》杂志上。

关键观点总结

关键观点1: 研究背景

随着全球变暖和能源危机的日益严重,辐射制冷技术作为一种新型的零能耗、无污染的冷却技术,有望替代传统高能耗的制冷设备。具有高太阳反射率的白色日间辐射制冷材料可以在阳光直射下保持物体凉爽,但单调的白色辐射制冷材料的大面积应用可能导致光污染和对美学的追求不足。

关键观点2: 研究目的

开发一种制备方法简单、既能实现高效零能耗辐射制冷又能提供可定制、耐摩擦、亮丽彩色外观的辐射制冷材料。

关键观点3: 研究成果

受金龟子鞘翅中分级结构的多功能光学响应的启发,研究团队通过结合纳米压印、相分离和自组装技术制备了一种具有分级多孔嵌套结构的结构色辐射制冷薄膜。该薄膜同时实现了亮丽的结构色和对太阳光的高散射,相比平面基底上的光子晶体,其结构色反射率提高了112.8%,半峰全宽减小了20.3 nm。此外,该结构色的耐摩擦性能得到了显著提升。该彩色辐射制冷薄膜具有优异的辐射制冷效果、高性能的颜色和可扩展的制备工艺,有望拓宽彩色辐射冷却器的应用范围。

关键观点4: 研究团队与合作者

该研究团队与多个单位和研究人员进行了合作,包括理化技术研究所、化学研究所、以及其他高校和科研机构。这些合作推动了研究的进展,加速了成果的产出。

关键观点5: 展望与未来工作

未来,研究团队将继续探索彩色辐射制冷材料的应用,进一步优化材料的性能和制备工艺,推动其在建筑、环保、航天等领域的应用,为缓解全球变暖和能源危机做出更大的贡献。


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点击上方 “ 蓝字 ” 一键订阅 近期, 中国科学院理化技术研究所李明珠/江雷团队和中国科学院化学研究所宋延林团队 在彩色辐射制冷材料的研究中取得重要进展。受自然界金龟子鞘翅结构中分级结构的启发,该团队提出了一种基于分级多孔嵌套结构的彩色辐射制冷薄膜。该薄膜具有优异的太阳反射率和大气窗口发射率,能够实现高效制冷的同时提供亮丽、可定制和耐磨的彩色外观。该研究成果以 “ Brilliant Colorful Daytime Radiative Cooling Coating Mimicking Scarab Beetle ” 为题发表在《 Matter 》杂志上。 图1 具有分级多孔结构的彩色辐射制冷薄膜的设计。(A) 金龟子甲虫及其鞘翅结构的示意图;(B)   SC-RC薄膜及其结构的示意图;温度测试中使用的汽车的照片(C)和红外图像(D),覆盖有SC-RC薄膜的区域的温度比覆盖有商业彩色薄膜的区域低约21.2°C,比未覆盖的区 ………………………………

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