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鄭大劉憲虎/華科大陶光明 Mater. Horiz.：用于輻射制冷的共混物泡沫

2023-09-07 來(lái)源：高分子科技

在過(guò)去的幾十年里，由溫室效應(yīng)引起的全球變暖造成過(guò)度的能源消耗，被動(dòng)輻射制冷作為一種無(wú)能量和可持續(xù)的制冷方法得到了廣泛的研究。目前，輻射冷卻器用聚合物復(fù)合材料的研究主要集中在聚合物與無(wú)機(jī)粒子的復(fù)合上，而在共混物方面的研究鮮有報(bào)道。

近期，鄭州大學(xué)橡塑模具國(guó)家工程研究中心劉憲虎博士和華中科技大學(xué)陶明光教授合作，利用聚碳酸酯(PC)和聚二甲基硅氧烷(PDMS)共混制備的泡沫在太陽(yáng)光譜上具有高反射率(97%)，在大氣窗口（8-13μm）內(nèi)具有強(qiáng)發(fā)射率(91%)，并且具有低導(dǎo)熱系數(shù)(46 mW/(m·K))，可以有效地降低傳熱，在白天實(shí)現(xiàn)5.2°C，夜晚10.2°C的制冷效果。該工作以“Controllable-morphology polymer blend photonic metafoam for radiative cooling”為題發(fā)表在《Materials Horizons》上。

圖1 共混物泡沫的制備流程及基本性能

作者利用非溶劑相分離的方法，通過(guò)調(diào)控PC和PDMS的配比，來(lái)調(diào)控泡沫骨架上形成的微孔和納米孔直徑，得到具有優(yōu)異隔熱性能的共混物泡沫，其熱導(dǎo)率低至46 mW/(m·K)。經(jīng)光學(xué)模擬發(fā)現(xiàn)該泡沫孔徑分布在0.5 μm-3.5 μm時(shí)，能充分的反射太陽(yáng)光，因此其太陽(yáng)光反射率高達(dá)97%。