《Nat. Commun.》：電子科大鄧旭教授團(tuán)隊(duì)研究出抗老化輻射制冷涂層

　　近年來(lái)氣候變化帶來(lái)了全球范圍的氣溫上升和自然災(zāi)害的頻發(fā)，今年在東亞、歐洲、北極等地都出現(xiàn)了歷史性的高溫和熱浪。如何高效地制冷對(duì)于實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展和解決氣候變化難題來(lái)說(shuō)就變得尤為重要。亞環(huán)境日間輻射制冷技術(shù)提供了一條有希望的途徑。它是通過(guò)一個(gè)面向天空的物體反射大部分陽(yáng)光（波長(zhǎng)為0.3至2.5 μm），并通過(guò)大氣透明度窗口（波長(zhǎng)為8至13 μm）向寒冷的宇宙強(qiáng)烈發(fā)射長(zhǎng)波紅外輻射來(lái)實(shí)現(xiàn)的。然而，在輻射制冷材料暴露于室外自然環(huán)境僅幾個(gè)月后，這種不可或缺的高太陽(yáng)反射率很可能會(huì)因?yàn)樽匀画h(huán)境老化（主要是自然污染和陽(yáng)光照射）而會(huì)下降，使這項(xiàng)技術(shù)失效。因此，除了優(yōu)異的光學(xué)性能外，優(yōu)異的耐污性/抗紫外線性是必不可少的。此外，如果能以易于制造和大規(guī)模噴涂的涂料形式進(jìn)行推廣與生產(chǎn)，將會(huì)把輻射制冷技術(shù)進(jìn)一步推向?qū)嶋H應(yīng)用。

圖1. 長(zhǎng)效穩(wěn)定日間輻射制冷涂層的設(shè)計(jì)

 (圖片來(lái)源及版權(quán)：Nature Communications及論文作者）

　　該工作展示了一種兼具自降溫和長(zhǎng)效穩(wěn)定性的設(shè)計(jì)策略，即使用具有抗紫外性能的多尺度二氧化鈦納米顆粒，通過(guò)蒸發(fā)驅(qū)動(dòng)組裝形成分級(jí)多孔形態(tài)，從而確保平衡的防污性能和高太陽(yáng)反射率，生產(chǎn)抗老化的輻射制冷涂料基涂層?；贑assie-Baxter模型和非潤(rùn)濕性理論，該涂層可以同時(shí)獲得極低的表面黏附力，從而減少污染物積累并可以通過(guò)自然環(huán)境中的風(fēng)力，雨水來(lái)實(shí)現(xiàn)自清潔功能。該研究還依照ASTM標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了相當(dāng)于3年自然污染和1年自然陽(yáng)光照射的模擬實(shí)驗(yàn)，測(cè)試后的涂層的太陽(yáng)光反射率與測(cè)試前相比僅分別下降0.4%和0.5%，幾乎不影響冷卻性能。本文介紹的抗老化輻射制冷涂料具有可擴(kuò)展性，可以噴涂在所需的室外建筑或大型集裝箱外表面，提供持久的輻射冷卻能力。進(jìn)一步探索這種無(wú)機(jī)納米顆粒的蒸發(fā)組裝策略，該涂料還可以擴(kuò)展到更廣泛的材料，如碳酸鈣、氧化鋁、二氧化硅、硫酸鋇和其他滿足視覺(jué)舒適性的有色顏料，將這項(xiàng)技術(shù)推向現(xiàn)實(shí)世界的應(yīng)用。

圖2. 抗老化輻射制冷涂層抗重污染和長(zhǎng)期紫外線暴露的性能測(cè)試

 (圖片來(lái)源及版權(quán)：Nature Communications及論文作者）

圖3. 抗老化輻射制冷涂層室外墻磚展示（40×2000px）

(圖片來(lái)源及版權(quán)：Nature Communications及論文作者)

　　論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-022-32409-7。謹(jǐn)致謝意。