生物灵感彩色片具有湿度诱导的动态反射和发射能力,用于自适应,高效的辐射冷却
Jiajun He1, Yu Chen1, Rui Guo1
1National Laboratory of Solid State Microstructures, Collaborative Innovation Center of Advanced Microstructures, Jiangsu Key Laboratory of Artificial Functional Materials, College of Engineering and Applied Sciences, Nanjing University, Nanjing 210093, P. R. China.
ACS nano
|August 15, 2025
概括
研究人员开发了一种新的湿度敏感彩色薄膜,用于被动白天辐射冷却 (PDRC). 这种自我适应的材料提高了所有湿度水平的冷却性能,为温度调节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
- 热力学是一种热力学.
背景情况:
- 被动日间辐射冷却 (PDRC) 提供零功率冷却,但往往缺乏适应不同环境条件的适应性.
- 彩色辐射冷却器可以减轻光和满足美学要求,但它们的静态光谱特性限制了在变化天气中的性能.
- 开发可自适应的彩色辐射冷却器,以在所有湿度水平上进行高效的冷却,仍然是一个重大挑战.
研究的目的:
- 设计和开发一种具有自适应光谱调节能力的湿度敏感彩色薄膜 (HSCF).
- 在多样化和不断变化的环境湿度条件下实现高效的PDRC.
- 探索适应湿度的应用以及辐射冷却的生物概念.
主要方法:
- 灵感来自黑的颜色变化,提出了一种生物概念,用于以湿度为驱动的,动态可逆的双频谱调节.
- 制造出一种湿度敏感的彩色薄膜 (HSCF),在太阳和中红外范围内具有光谱自我调节.
- 进行了户外测试,以评估薄膜在广泛的湿度范围内 (25-90%) 的性能.
主要成果:
- 开发的HSCF表现出动态增强的太阳反射和中红外辐射率,随着环境湿度的增加.
- 彩色薄膜实现了全天自适应和高效的PDRC,在广泛的湿度谱 (25-90%).
- 动态光谱调节过程被证实是自主,无能量和可逆的.
结论:
- 这项研究提出了一条创建自适应色彩辐射冷却器的新途径.
- 开发的HSCF在所有湿度条件下都能提供高效的PDRC性能.
- 这项技术有可能为先进的,可持续的温度调节解决方案提供潜力.
