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冷却系统约占全球用电量的15%,同时加剧了温室效应。被动辐射冷却技术可以在没有能量输入的情况下通过大气透明窗口(8-13μm)向外太空发射红外热量实现降温,然而,为了增强太阳光反射以防止加热,辐射冷却装置大多为白色,会对人眼产生强烈刺激,且不符合美观需求,由于染料会吸收可见光放热,实现彩色日间辐射冷却存在挑战。
东华大学覃小红教授/季东晓研究员在期刊《Materials Horizons》上发表了最新研究成果“选择性光谱吸收纳米纤维实现彩色日间辐射冷却”(Selective spectral absorption of nanofibers for color-preserving daytime radiative cooling)。研究通过原液着色电纺技术,使纳米纤维仅在所需颜色的波段展现出吸收,同时反射其他可见光并在大气窗口波段高发射,达到彩色日间辐射冷却效果,为设计彩色被动辐射冷却材料提供了简单、可靠的新方案。
图1:彩色被动辐射冷却材料设计
图2:彩色膜结构和光学性能
图3:户外冷却性能
户外实验表明,彩色CA纳米纤维膜具有较好的被动辐射冷却效果,在约700W/m2的强烈太阳辐照度和中午约30%的相对湿度下,彩色CA 纳米纤维膜显示平均温度比环境空气温度低约3.2°C,冷却功率达到约40 W/m2。
图4:潜在应用场景
制备的彩色纳米纤维膜优异的柔韧性、透气性,可以覆盖于复杂形状物体表面实现冷却降温,在正午条件下,黄色膜对黑色物体的无源降温幅度达到6°C。
论文链接:https://doi.org/10.1039/D3MH00391D
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GMT+8, 2024-10-26 07:13
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