深空低温(~4K)提供了一种无处不在、取之不尽用之不竭的热力学资源来抑制冷却能量所产生的消耗。然而,在强烈的阳光直射下,在白天实现低温环境辐射冷却是极具挑战性的,这需要合理而精细的光子设计来同时实现高太阳反射率(>94%)和热发射率。同时,在保持制造可扩展性的同时满足如此严格的光子微观结构要求也是一个巨大的挑战。北卡罗莱纳州立大学Jong Eun Ryu和芝加哥大学Po-Chun Hsu展示了一种快速、低成本、无模板的卷式加工策略。
本文要点
(1)该策略可以制备嵌入Al2O3和TiO2纳米颗粒的尖峰微结构光子纳米复合涂层,该涂层具有96.0%的太阳反射率和97.0%的热发射率。
(2)当在芝加哥春天面对阳光直射时(平均699W/m2的太阳能强度),涂层显示出39.1W/m2的辐射冷却功率。结合涂层的超疏水性和耐污染性,该涂层材料展现出了潜在的14.4%的冷却节能能力。
Sipan Liu, et al. A Scalable Microstructure Photonic Coating Fabricated by Roll-to-Roll “Defects” for Daytime Subambient Passive Radiative Cooling. Nano Letters. 2023
DOI:10.1021/acs.nanolett.3c00111
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.3c00111