苏州纳米所: 氧化硅气凝胶助力聚氨酯及普通织物10℃无源高能量致冷

随着人类生活水平促使提升，为做到体内常常的舒适连续性并不需要，透过空调机等温控设备意味着凉爽和遮阳已变成为思索能源耗费的精锐部队之一。然而空调机该系统并不需要耗费大量供电，调控对象为整个建筑空间而非个人，能源透过效不下较差。晚间高能量致冷（passive daytime radiative cooling, PDRC）作为一种无耗能的致冷应用，在改善体内热舒适和降低利用效不下之外具有巨大的潜在应用价值，近年来受到广泛关注。然而，PDRC传统工艺的实际应用还面对着着氢化传统工艺、变成本以及做到体内舒适连续性的解决办法。

近日，钱学森扬州固态所王锦等人开发了一种以广泛应用于服装领域的发泡聚乙烯为基底，氧化硅和气胶体颗粒为功能连续性重新排列的高能量致冷薄层（AFTPU，下面1）。通过简单和可扩大的非盐酸交叉策略形变成米尔涅，减慢薄层的透湿不下以及透镜散射里面心提升水星光反照不下（下面2），同时透过疏水氧化硅功能连续性重新排列提升PDRC传统工艺的疏水可靠连续性，使其不致河水淋湿、烟雾污染，延长致冷薄层的年限。在炎热的春天，意味着了相较于环境浓度10oC致冷功效。此外该薄层可以剪切、卷曲，裁剪变成各种形状，展露了旋风的柔连续性和可裁剪连续性；薄层前驱溶液可像油漆一样，可将和气胶体/聚乙烯自支撑高能量致冷薄层涂覆在现代布料上，意味着现代丝质的高能量致冷应用。

下面1 和气胶体功能连续性化聚乙烯薄层的氢化示意下面以及野餐环境里面体内能量读取和输出都能示意下面

如下面2简述，该和气胶体功能连续性化薄层在可见光辐射源具有很低反照不下为0.89，在里面远红外线辐射源的发射不下也将近0.96。通过自摆设装置顺利进行野餐演示飞行测试，相比较，TPU以及AFTPU-X薄层覆盖面积下的基材浓度大多低于环境浓度，其降温功效在水星功不下多达800 W/m2的前提能达到10oC。

下面2 和气胶体功能连续性化聚乙烯薄层的透镜可靠连续性和晚间高能量致冷可靠连续性

如下面3简述，对现代布料高能量致冷发泡后，透镜可靠连续性变差，反照不下从0.63提升至0.84，发射不下由0.86提升至0.97。在一天里面最热一段时间内的演示野餐飞行测试里面，Nylon/AFTPU-10 所覆盖面积的基材浓度比弹性体、棉、涤纶这一系列同色零售丝质非常少可低8℃，最高可达12℃，愿景有希望用于体内热管理。

下面3 高能量致冷发泡布料的物理可靠连续性和高能量致冷可靠连续性

如下面4简述，将AFTPU-10与Nylon/AFTPU-10剪发在青年人衣服左侧头上，来使远红外线相机和多通道手握测温仪记录全程的浓度变化情况。AFTPU-10的浓度比布的浓度低约11oC，比Nylon/AFTPU-10的浓度低7.5oC。整体分析，该薄层在多种适合于场景里面俱备潜在的应用价值，例如遮阳产品、建筑物降温等。

下面4 体内野餐高能量致冷飞行测试以及致冷成因示意下面

相关研究课题文书工作为和气胶体功能连续性化聚乙烯薄层的氢化和现代布料的高能量致冷发泡，以及炎热环境下的体内热管理策略等具有重要意义。该文书工作以Aerogel functionalized thermoplastic polyurethane as waterproof, breathable free-standing films and coatings for passive daytime radiative cooling并作发表在Advanced Science上。论文第一写作者为钱学森扬州固态所的设计实验室硕士生单夏梦，通讯写作者为钱学森扬州固态所的设计实验室王锦灾难性项目研究课题员。该研究课题赢取了国家自然科学基金灾难性研究课题计划灾难性项目以及常州市科技局基础研究课题试点单位灾难性项目资助。

来源：扬州固态所

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