生态友好的皮肤纹灵感的微纳米结构纤维素复合纤维,用于高效的白天辐射冷却
Qihua Li1, Jianfeng Li1, Chen Zeng1
1State Key Laboratory of Advanced Fiber Materials, College of Materials Science and Engineering, Donghua University, Shanghai 201620, China.
ACS nano
|September 26, 2025
概括
研究人员使用纤维素和纳米粒子开发出环保,无涂层的辐射冷却面料. 这些生物灵感材料提供卓越的冷却性能和舒适性,为可持续的热管理解决方案铺平了道路.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 织工程 织工程 织工程
- 可持续技术 可持续技术
背景情况:
- 被动辐射冷却面料提供可持续的热管理,但通常依赖于石油基材料和复杂的涂层.
- 这些传统方法引发了对环境影响和佩戴者舒适度的担忧.
研究的目的:
- 利用再生纤维素和纳米粒子 (RCSF) 开发一种生物灵感,无涂层的辐射冷却面料.
- 通过固有的材料特性和结构设计,实现高太阳反射率和红外辐射率.
- 通过提高空气透性和吸湿性来提高织物舒适度.
主要方法:
- 通过湿制造制造RCSF,模仿人类皮肤的微纳米结构.
- 光学特性 (太阳反射率,红外发射率) 和结构特征的表征.
- 在太阳辐射下评估热性能和评估舒适性特性 (空气透性,湿度透).
主要成果:
- RCSF实现了高太阳反射率 (93.7%) 和红外辐射率 (0.98).
- 织物显示净冷却功率为100.1Wm−2,导致温度降低5°C.
- 与原始纤维素织物相比,观察到空气透率 (75%) 和吸湿率的显著改善.
结论:
- 生物灵感,无涂层的RCSF为被动辐射冷却提供了可持续和有效的解决方案.
- 一步制造方法具有成本效益,可以避免有毒材料和能源密集的后处理.
- 这种方法为生态高效的辐射冷却材料建立了一个新的范式,平衡性能,舒适性和可扩展性.
