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本期关注：一种具有竹荪生物仿生结构的辐射冷却和隔热性能的柔性薄膜
近年来由于气候变化，高温等极端天气事件的频率有所增加。这些事件可对人类健康、基础设施和环境造成毁灭性影响。传统的冷却技术，如空调等传统冷却方法，加速导致温室气体排放，加剧了气候变化。辐射冷却技术已经成为一种很有前途的替代方案，它提供有效的冷却能力，不消耗电力，并且不会向环境中释放有害化学物质。这种新的冷却技术是通过反射太阳辐射并将红外辐射发射到寒冷的空间中来实现的。为了达到有效的冷却效果，材料在大气窗口波段(8 ~ 15 μm)具有高发射率，在太阳波段(0.3 ~ 2.5 μm)具有高反射率。
然而，在高温环境中，材料与环境之间的高温差异会导致热交换和导热，从而削弱冷却效果因此，开发辐射冷却材料的另一个关键因素是降低导热性。低导热系数阻碍了通过直接传导获得大量热量，但由于其固有的脆性和易开裂性，也给材料的加工和机械性能带来了挑战，这可能会损害结构的完整性和耐久性。因此，开发具有低导热性的柔性和坚固的辐射冷却材料对于辐射冷却技术的实际应用至关重要。
随着辐射冷却材料的发展，人们发现了多孔聚合物薄膜与传统的冷却材料相比它们的重量轻，柔韧性好，导热性低。此外，多孔聚合物薄膜通过操纵孔径和孔密度来控制传热的能力是一个关键优势。研究人员仍在探索如何优化多孔聚合物辐射冷却材料的孔径和孔密度，以达到最佳的冷却性能。
图1. 竹荪独特的多层多孔生物结构示意图
图2. 辐射冷却的仿生hollow@porous柔性薄膜的制备工艺流程图
图3. (a) TPU、FPU、FTPU的FTIR光谱，(b) TPU和FTPU薄膜的反射率和发射率
图4. (a) HTPs的SEM图像和(b) TEM图像，(c)高温高温颗粒分布，(d, e) FTPU−HTPs薄膜的SEM图像，(f) FTPU−HTPs薄膜截面的SEM图像，(g) FTPU、FTPU−HTPs10%、FTPU−HTPs20%和FTPU−HTPs30%的WCA和(h)反射率和发射率光谱
图5. (a)使用简易夹心装置加热前后的薄膜红外图像，(b)裸玻璃片和夹膜玻璃片的温度曲线，(c)加热3min时样品的最终表面温度和温控差，(d)不同HTPs含量下FTPU−HTPs膜的导热系数
图6. (a)被动日间辐射冷却器示意图，(b)用于评估辐射冷却性能的装置示意图，(c) SC和NSPS制PU膜的温度跟踪，(d)不同HTPs含量的FTPU−HTPs薄膜的温度跟踪
图7.(a)用于实际冷却试验的固定车型的数字图像，(b)汽车模型中设置的内部热电偶数字图像，(c)测试车型内部的温度跟踪，(d)遮盖和未遮盖汽车模型在太阳下曝晒一小时的红外图像
图8.(a)FTPU−HTPs照片。(b)FTPU−HTPs薄膜的辐射冷却性能
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