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  當前，可持續日間輻射冷卻（Daytime Radiative Cooling, DRC）材料因其能夠兼具鮮艷的視覺效果和高效的冷卻性能，在服裝、醫療保健以及建筑等多個領域備受關注。這些應用領域對材料的性能提出了雙重需求：一方面要求材料具備卓越的冷卻效率，以滿足實際使用中的降溫需求；另一方面則強調材料的外觀設計，以適應不同場景下的美學要求。然而，傳統的日間輻射冷卻材料大多呈現白色，這是為了通過最大化反射太陽光來提高冷卻效率。但當使用染料等傳統著色劑對這些材料進行顏色定制時，由于著色劑在太陽光波段的固有吸收特性，往往會顯著降低材料的冷卻性能。因此，如何在DRC材料中同時實現高冷卻效率與鮮艷色彩，一直是該領域亟待解決的關鍵問題，也是當前研究的重點方向。

圖1：分層DRC系統的設計及制備。

  近日，四川大學盧燦輝教授與熊銳特聘研究員報道了一種新型的分層光子結構，該結構由光致發光散射體網絡與納米纖維素膽甾結構共同構建。這一創新設計有效突破了冷卻效率與色彩表現之間的傳統權衡困境，通過全天候色彩的協同作用，顯著增強了冷卻效果。該結構的核心材料為天然提取的纖維素納米晶（Cellulose Nanocrystals, CNC），其具備以下多重優勢：較強的中紅外輻射能力、較低的太陽光吸收率、可再生性、良好的熱穩定性以及高度有序的膽甾相結構。這種膽甾相結構能夠選擇性地反射可見光波長，從而產生鮮艷的結構色。此外，光致發光散射體網絡具備長余輝發光（Long Persistent Luminescence, LPL）特性，能夠有效提高材料的反射率，并將吸收的光能轉化為光致發光，進一步提升冷卻性能。這種協同的光子相互作用帶來了顯著的性能提升：高反射率（92%）、高中紅外發射率（大于90%）、穩定且可調的結構色外觀，以及長達數小時的余輝光致發光。在夏季強烈陽光照射下，該分層日間輻射冷卻（Daytime Radiative Cooling, DRC）系統能夠實現高達11.3℃的顯著亞環境溫度冷卻，輻射冷卻功率超過90 W/m2。同時，得益于LPL微粒/納米纖維素（CNF）的良好加工性以及CNC的可調光子帶隙特性，該分層DRC系統可通過簡單的逐層打印技術生成各種不同的多色定制結構色圖案和發光圖案，以滿足白天和夜間不同場景下的可視性需求。

圖3：分層DRC系統的輻射制冷性能

  原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.5c00330?articleRef=control