可持续的被动辐射冷却透明薄膜用于手机保护屏幕
Weiyin Su1, Hongren Liu1, Zeyu Chang1
1MOE Engineering Research Center of Forestry Biomass Materials and Bioenergy, School of Materials Science and Technology, Beijing Forestry University, Beijing 100083, China.
Journal of colloid and interface science
|November 15, 2024
概括
研究人员开发了一种低成本的被动白天辐射冷却 (PDRC) 材料,使用植物基的Gleditsia sinensis多糖. 这种创新型片在没有外部能量的情况下实现了显著低于环境温度的冷却,为全球变暖挑战提供了可持续的解决方案.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术纳米技术
- 可持续能源 可持续能源
背景情况:
- 被动日间辐射冷却 (PDRC) 通过反射太阳辐射和发射热辐射,为全球变暖提供了一个可持续的解决方案.
- 目前的PDRC技术通常依赖于复杂,昂贵的纳米光子结构,限制了广泛采用.
- 生物质资源为先进材料开发提供了低成本,可持续的替代方案.
研究的目的:
- 探索Gleditsia sinensis多糖 (GSP) 作为日间被动辐射冷却的经济有效材料的潜力.
- 开发和描述一种新的三层热辐射膜,使用GSP进行高效的温度调节.
- 为了证明开发的材料在降低环境温度方面的实际应用.
主要方法:
- 采用可扩展的削方法制造了三层热排放膜 (PDMS3PG3 / t4),其中包括GSP.
- 在3-5微米和8-13微米波段分析了非选择性薄膜的光谱变化 (1.0 wt% GSP,800微米厚度).
- 该膜作为手机屏幕保护器进行了测试,以评估其在现实条件下的PDRC性能.
主要成果:
- PDMS3PG3 / t4膜表现出高透明度,疏水性 (114.2°) 和超级灵活性.
- 在3-5μm波段达到69.1%,在8-13μm波段达到92.2%的高发射率.
- 这种材料被用作手机屏幕膜时,平均温度差异低于环境温度4.9°C.
结论:
- 可以有效地利用Gleditsia sinensis的多糖制造低成本,高性能的被动白天辐射冷却材料.
- 开发的PDMS3PG3/t4薄膜显示了扩大被动冷却技术的巨大潜力.
- 这项研究为减少与冷却相关的全球能源负担提供了有希望的途径.
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