近日，我院张轶楠教授团队在涂层领域权威期刊《Progress in Organic Coatings》发表题为“超白与超黑不对称涂层在辐射制冷与太阳能制热的应用”（Ultrawhite and ultrablack asymmetric coatings for radiative cooling and solar heating）的研究成果。智能科技学院格致创新班2022级本科生胡蝶、陈新宇为共同第一作者，张轶楠教授和王彤特聘副研究员为通讯作者，上海理工大学为唯一单位。此项研究成果荣幸地获得了“Best Researcher Award”的提名。
被动辐射制冷技术通过高效反射太阳光，并将热量经由8-13 µm的大气透明窗口传递至寒冷的外太空，实现了无需依赖外部能源的自发冷却效果。该技术具备零能耗与零碳排放的显著优势，有望对传统压缩制冷技术带来颠覆性变革并缓解城市热岛效应。然而，大多数辐射冷却材料往往缺乏有效的太阳反射率，并在寒冷的天气引起不必要的降温。针对该问题，本研究中，作者创新性地将加热与冷却功能集成至一个光热调节系统内，研发出一种新型超白与超黑不对称涂层，有效规避了传统辐射制冷材料存在的过冷问题，实现了冬暖夏凉的智能调控。具体而言，超白涂层由多孔聚甲基丙烯酸甲酯和空心二氧化硅微球复合而成，具备高达98%的太阳反射率及0.97的中红外发射率，于正午阳光直射条件下，可实现7.6°C的亚环境降温效果，其理论净冷却功率高达98.8 W/m²。反之，超黑涂层则由碳纳米管与炭黑复合而成，展现出96%的太阳吸收率、98.5%的超高可见光吸收率及0.97的中红外发射率，能实现高于环境温度12.8°C的加热效果，其理论净加热功率达到745 W/m²。本研究不仅为全年温度调节提供了一种新的解决方案，同时也为节能减排和应对气候变化贡献了新的思路和技术手段。
文章概念图及光谱调控效果图
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论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0300944024006623
