上交大解析仿生辐射制冷的研究进展

据麦姆斯咨询报道，近期，上海交通大学材料科学与工程学院邓涛教授、尚文副研究员课题组在《物理学报》期刊的纳米工程和热物理专题中发表了以“仿生辐射制冷的研究进展”为主题的综述文章。邓涛教授主要从事能源材料、热管理材料及器件的制备及功能的研究工作，尚文副研究员主要从事仿生微纳米热能材料的研究工作。

辐射制冷原理及自然界中对仿生辐射制冷具有启发性的生物和材料

本研究首先从辐射制冷的基本原理出发，介绍了自然界中生物所具有的辐射降温特性。不同生物通过其材料、微观结构、行为等实现辐射制冷调控，为人类探究新型辐射制冷材料和器件带来了启发。另外归纳了生物的辐射制冷机制，总结了生物结构的优化方法，并介绍了当前仿生辐射制冷的研究进展，对仿生辐射制冷的研究方向、应用前景和材料制备方法进行了展望。高功率、智能化的辐射制冷材料和器件是未来仿生辐射制冷的重要发展方向，先进微纳加工技术的融入将使仿生辐射制冷在未来具有更广阔的市场和应用。

仿生辐射制冷材料及其制备

仿生辐射制冷未来应朝向简单化、高功率、可调控、低成本、可大规模制造的方向发展。当前限制辐射制冷材料和器件大规模应用的重要原因在于辐射制冷功率较低，降温速度慢，制冷效果不够理想等。从生物的角度去思考，自然界中，许多生物进化出了非常完善的体温调节机制，人们从这些结构和机制中获得启发，模仿生物结构，通过理论模拟对生物结构简化和优化，制备出性能优异的辐射制冷材料。同时，将更多精巧的生物光热微结构集成到同一热控功能系统的设计中，互相弥补，扩展仿生辐射制冷材料和器件的波长作用范围，达到更好的辐射制冷效果。结合应用场景，如作为服装材料，还需要良好的透气性、亲肤性和色彩可调节性，为此，需要将辐射制冷性能和其他性能融合，设计多重复合结构，根据不同的应用场景智能化调控材料的辐射制冷特性。此外，随着各种先进材料制造工艺的出现，将先进微纳加工技术融入到仿生辐射制冷材料的制备上，能够实现仿生辐射制冷材料高效和低成本的大规模制造。仿生辐射制冷是一个多学科创新交叉的研究领域，需要各个领域的研究团队合力推进其发展和应用，未来可期。

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