结构上有色光子晶体生物仿真微结构用于白天辐射冷却
Lili Yang1,2, Gang Wang1, Shuxian Duan1
1School of Energy and Power Engineering, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Nanjing 210016, China.
ACS applied materials & interfaces
|November 1, 2024
概括
这项研究介绍了一种生物模拟光子晶体冷却器,可以通过充满活力的颜色实现被动辐射冷却. 它提供高效的热管理,平衡美学与高性能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 光学是什么?光学是什么?
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 日间辐射冷却对于节能热管理至关重要,尤其是在太空中.
- 传统的辐射冷却器往往缺乏美学吸引力,因为有色材料的限制.
- 同时实现高太阳反射率和红外发射率是有效被动冷却的关键.
研究的目的:
- 使用仿生光子晶体开发一种结构上有色的辐射冷却器.
- 为了实现高太阳光谱反射率和中红外辐射率,以实现高效的被动冷却.
- 探索微结构表面在审美和功能性辐射冷却方面的潜力.
主要方法:
- 使用优化的光刻工艺制造双层微缩圆阵列.
- 使用银色反射器和3D微表面通过干扰进行结构色彩.
- 光学属性的表征,包括太阳反射率和中红外辐射率.
主要成果:
- 辐射冷却器实现了0.95的太阳光谱反射率和0.95.95的中红外辐射率.
- 证明了理论净冷却功率为106.9W m−2和在40°C时的下环境温度下降7.4°C.
- 在直接阳光下测量平均温度降低6.1°C,平衡颜色和冷却性能.
结论:
- 生物模拟微结构辐射冷却器有效地将美学色彩与高被动冷却性能相结合.
- 通过光子晶体进行结构色化为彩色辐射冷却应用提供了可行的染料替代品.
- 这项技术为包括太空和建筑在内的各种应用中绿色热管理提供了有希望的解决方案.
