自清洁和光谱选择性膜,用于可持续的辐射冷却
Yingnan Song1, Yong Li2, Bing Ge1,3
1China Academy of Building Research Co., Ltd., Beijing 100013, China.
ACS applied materials & interfaces
|December 4, 2023
概括
这项研究提出了一种新的辐射冷却材料,该材料也可以自行清洁. 创新的膜为户外应用提供无能冷却,防止污染并保持性能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术纳米技术
- 热力学是一种热力学.
背景情况:
- 辐射冷却材料提供无能冷却解决方案,特别适用于户外使用.
- 表面污染显著降低了户外冷却材料的性能.
- 发展自我清洁能力对于辐射冷却系统的持续性能至关重要.
研究的目的:
- 开发一种具有同时自我冷却和自我清洁性能的辐射冷却材料.
- 为了应对影响户外辐射冷却性能的表面污染的挑战.
- 为各种环境条件创建一个耐用和持久的冷却解决方案.
主要方法:
- 使用聚乙烯化物-六化 (PVDF-HFP),化纳米片 (BNNS) 和疏水性二氧化 (SiO2) 制造三元化合物膜.
- 生物模拟构建一个莲花状的乳头状结构,以实现超水性.
- 红外发射率,阳光反射率和水接触角度的表征.
- 评估太阳辐射下的冷却性能和对污泥污染的自我清洁效率.
主要成果:
- 优化的膜具有高的红外发射率 (0.93) 和阳光反射率 (97.2%).
- 实现了超疏水表面,水接触角度为150.5°,显示出出色的自我清洁性能.
- 显著的冷却效应:非发烧物体的温度为30.5°C (白天) 和1.7°C (夜晚),自热物体的温度为10.8°C (白天) 和13.5°C (夜晚).
- 这种材料即使暴露在泥中,也保持了自我清洁能力,确保了持续的冷却性能.
结论:
- 开发的PVDF-HFP/BNNS/SiO2膜有效地整合了辐射冷却和自我清洁功能.
- 仿生莲花样结构是实现高冷却效率和强大的自我清洁的关键.
- 这项技术通过减轻污染引起的性能下降,为无能源户外冷却提供了一个有希望的,永久的解决方案.
