微结构聚乙烯薄膜作为光学选择性和自我清洁层,用于提高辐射冷却器的耐用性
Yi Jiang1, Jiahao Wang1, Yaya Zhou1
1National Laboratory of Solid State Microstructures, College of Engineering and Applied Sciences, Jiangsu Key Laboratory of Artificial Functional Materials, Collaborative Innovation Center of Advanced Microstructures, Nanjing University, Nanjing 210023, P.R. China.
Nanophotonics (Berlin, Germany)
|December 5, 2024
概括
一种新的微结构聚乙烯薄膜 (HELPE) 为被动日间辐射冷却 (PDRC) 材料提供了出色的自我清洁. 这种保护层保持了冷却性能,并防止尘埃积累,从而使PDRC的实际应用成为可能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术纳米技术
- 可持续能源 可持续能源
背景情况:
- 被动日间辐射冷却 (PDRC) 通过反射阳光和发射热辐射提供零能量冷却.
- 在长期使用期间,尘埃积累会显著降低PDRC的性能.
- 需要保护层来保持PDRC的效率,并使其能够自行清洁.
研究的目的:
- 为PDRC材料开发一种通用,自我清洁的保护层.
- 为了研究用于PDRC应用的微结构聚乙烯薄膜的特性.
- 为了证明保护层的长期性能和除尘能力.
主要方法:
- 微结构聚乙烯薄膜 (HELPE) 的制造,使用可扩展的热印光刻法.
- 描述HELPE的超疏水性质 (水滴接触角度).
- 评估HELPE的光学特性 (太阳能吸收和中红外传输).
- 在户外条件下测试HELPE作为聚乙烯化物 (PVDF) 辐射冷却器上的保护层.
主要成果:
- HELPE的水滴接触角度高 (151°),表明它具有超水性和自我清洁能力.
- 电影显示低太阳吸收率 (3.3%) 和高中红外传输率 (82.3%),最大限度地减少光学干扰.
- 当被HELPE保护时,PDRC的性能保持不变 (白天7.5°C,夜间4.5°C的冷却).
- 在户外暴露12天后,在HELPE保护的冷却器上没有观察到任何显著的尘埃积累.
结论:
- 微结构聚乙烯薄膜 (HELPE) 有效地保护PDRC材料免受灰尘的影响.
- 帮助提供了一个可扩展和通用的解决方案,以提高PDRC技术的耐用性和实用性.
- 这种方法促进了PDRC的长期应用,维护要求最低.
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