近年來氣候變化帶來了全球范圍的氣溫上升和自然災(zāi)害的頻發(fā)，今年在東亞、歐洲、北極等地都出現(xiàn)了歷史性的高溫和熱浪。如何高效地制冷對于實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展和解決氣候變化難題來說就變得尤為重要。亞環(huán)境日間輻射制冷技術(shù)提供了一條有希望的途徑。它是通過一個面向天空的物體反射大部分陽光（波長為0.3至2.5 μm），并通過大氣透明度窗口（波長為8至13 μm）向寒冷的宇宙強烈發(fā)射長波紅外輻射來實現(xiàn)的。然而，在輻射制冷材料暴露于室外自然環(huán)境僅幾個月后，這種不可或缺的高太陽反射率很可能會因為自然環(huán)境老化（主要是自然污染和陽光照射）而會下降，使這項技術(shù)失效。因此，除了優(yōu)異的光學性能外，優(yōu)異的耐污性/抗紫外線性是必不可少的。此外，如果能以易于制造和大規(guī)模噴涂的涂料形式進行推廣與生產(chǎn)，將會把輻射制冷技術(shù)進一步推向?qū)嶋H應(yīng)用。
圖1. 長效穩(wěn)定日間輻射制冷涂層的設(shè)計
(圖片來源及版權(quán)：Nature Communications及論文作者）
該工作展示了一種兼具自降溫和長效穩(wěn)定性的設(shè)計策略，即使用具有抗紫外性能的多尺度二氧化鈦納米顆粒，通過蒸發(fā)驅(qū)動組裝形成分級多孔形態(tài)，從而確保平衡的防污性能和高太陽反射率，生產(chǎn)抗老化的輻射制冷涂料基涂層。基于Cassie-Baxter模型和非潤濕性理論，該涂層可以同時獲得極低的表面黏附力，從而減少污染物積累并可以通過自然環(huán)境中的風力，雨水來實現(xiàn)自清潔功能。該研究還依照ASTM標準進行了相當于3年自然污染和1年自然陽光照射的模擬實驗，測試后的涂層的太陽光反射率與測試前相比僅分別下降0.4%和0.5%，幾乎不影響冷卻性能。本文介紹的抗老化輻射制冷涂料具有可擴展性，可以噴涂在所需的室外建筑或大型集裝箱外表面，提供持久的輻射冷卻能力。進一步探索這種無機納米顆粒的蒸發(fā)組裝策略，該涂料還可以擴展到更廣泛的材料，如碳酸鈣、氧化鋁、二氧化硅、硫酸鋇和其他滿足視覺舒適性的有色顏料，將這項技術(shù)推向現(xiàn)實世界的應(yīng)用。
圖2. 抗老化輻射制冷涂層抗重污染和長期紫外線暴露的性能測試
(圖片來源及版權(quán)：Nature Communications及論文作者）
圖3. 抗老化輻射制冷涂層室外墻磚展示（40×2000px）
(圖片來源及版權(quán)：Nature Communications及論文作者)
論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-022-32409-7。謹致謝意。
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