Nano Letters:一种可3D打印的纳米多孔聚合物基复合材料用于日间辐射降温
Nanoyu Nanoyu 2021-01-21


日间辐射降温为缓解全球变暖提供了一种令人兴奋的新策略,其可以通过反射阳光和利用红外大气窗口将热量散发到外层空间从而实现建筑物的被动降温。最新开发的材料可以在直射阳光下实现良好的亚环境制冷性能。然而,其大规模应用仍然受到高成本和复杂制造的限制。

有鉴于此,美国伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校Lili Cai报道了一种简单、可扩展和廉价的工艺,利用热诱导相分离来制备用于日间辐射降温的纳米多孔聚合物基复合材料(PMCs)。


文章要点

1PMCs可以通过调节聚合物基体的纳米孔结构来实现高的太阳反射率,从而不需要昂贵的真空沉积反射银层。同时,红外发射率由分散在聚合物基质中的选择性发射填料的浓度独立控制。


2通过对优化的工艺参数的研究,研究人员以低成本的二氧化硅和聚乙烯为原料制备了纳米多孔PMCs,其在0.3−2 μm的波长下具有高太阳反射率(96.2%),和在8−13 μm的大气透明窗口中具有高红外发射率(>90%)。


3直射太阳光(>700W/m2)下的热测试表明,纳米多孔复合薄膜的亚环境温降可达6.1°C,制冷功率为85 W/m2,与目前最先进的辐射制冷材料的性能相当。此外,由于聚合物基体的热塑性,纳米多孔二氧化硅−PE复合材料可以很容易地利用各种商业可用的加工技术(如成型、挤出和3D打印)来形成不同的形状。


鉴于其低成本、易制造和高性能,所展示的纳米多孔PMCs有望为大规模的日间辐射降温的实际应用提供新的机会。


 


参考文献

Kai Zhou, et al, Three-Dimensional Printable Nanoporous Polymer Matrix Composites for Daytime Radiative Cooling, Nano Lett., 2021

DOI: 10.1021/acs.nanolett.0c04810

https://dx.doi.org/10.1021/acs.nanolett.0c04810


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