双模式超疏水材料实现全年辐射制冷与太阳能加热
2026-02-08 17:04
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辐射制冷技术因其无需消耗能源即可被动降温而备受关注,但其应用常受限于生产成本较高、表面易受污染以及在寒冷季节可能出现过冷等问题。为解决这些挑战,科研团队成功研发了一种双模式热管理材料(D-MTMM),该材料在同一结构的两侧分别集成了辐射制冷表面(RCS)和太阳能加热表面(SHS)。

这种双模式超疏水材料采用可扩展的喷涂工艺制备,主要原料为环氧树脂(EP)和回收废白土(SBE)。辐射制冷表面通过锥形阵列结构反射93%的太阳辐射并发射98%的红外波,实现高效被动制冷。同时,太阳能加热表面仅反射5%的太阳光,能够充分吸收太阳能进行光热转换。双模式设计使材料在夏季可实现约11°C的降温效果,冬季则能提供约10°C的加热能力。
该材料的微纳米结构赋予其优异的超疏水特性,水接触角超过150°,滑动角低于4°。这些特性不仅提供了自清洁功能,还增强了材料在户外环境中的长期稳定性。在中国不同气候区域的测试显示,相比单模式材料,这种双模式超疏水材料可节能约10%;与传统建筑围护结构相比,节能效果超过25%。
这一创新为建筑日间热管理提供了经济、耐用且可持续的解决方案。双模式超疏水材料能够有效应对季节性温度变化,同时提升建筑物的整体能源效率。研究团队表示,这项技术有望在绿色建筑和节能改造领域得到广泛应用。
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