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会员动态 南京大学唐少春教授团队ACS Nano:仿生甲壳虫翅膀表面结构实现高性能辐射制冷膜材料
南京大学唐少春教授团队ACS Nano:仿生甲壳虫翅膀表面结构实现高性能辐射制冷膜材料
  发布日期:2024-04-24

针对辐射制冷材料按需设计和精准加工难以实现的难题,南京大学唐少春教授团队从白金龟(一种白色甲壳虫,主要生活于热带地区)鳞片自降温获得启发,通过理论模拟优化及微纳结构仿制,提出了表面微纳结构全内反射与内部孔结构Mie散射相结合的策略,研制出一种具有表面序构阵列和内部三维孔结构的辐射制冷薄膜材料,实现了特定波段内超高反射率和中红外发射率。研发的这种复合薄膜,在“大气窗口”(波长8~13 µm)的平均红外发射率达到~96%,在太阳光谱(波长0.3-2.5 µm)平均反射率高达~98%,高于国际上已报道随机分布孔结构辐射降温聚合物的最高值,进一步揭示了双光子序构协同增强的微观机制。

该研究获得的薄膜在户外试验中表现出优异制冷效果。其表面序构的制备是基于纳米热压印技术,具有人工精准调控、效率高、成本低、工艺过程简单、大面积结构复制的均匀性和重复性良好、可规模化等特点,可应用于户外充电桩、LNG储罐、汽车、建筑等零能耗降温,对节能降碳、优化产业结构具有非常重要意义。相关成果以题为“Bioinspired Polymer Films with Surface Ordered Pyramid Arrays and 3D Hierarchical Pores for Enhanced Passive Radiative Cooling”在线发表在国际知名期刊ACS Nano上(ACS Nano, 2024, DOI: 10.1021/acsnano.3c12244)。

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