一个研究小组介绍了一种创新的透明冷却膜,该膜利用辐射冷却的原理。
这一合作努力涉及了来自POSTECH机械工程、化学工程和电气工程系的Junsuk Rho教授,以及来自同一系的博士候选人Byoungsu Ko和Jaebum Noh。他们与来自韩国大学材料科学与工程系的Heon Lee教授和博士候选人Dongwoo Chae合作。双方的共同努力导致开发了一种透明辐射冷却膜,设计上具有类似昆虫网的穿孔结构,有效管理太阳热量并降低室内温度。这一重大进展最近发表在国际材料科学期刊《先进功能材料》(Advanced Functional Materials)上。
当暴露在阳光下时,物体通常会变热;然而,一种称为“辐射冷却”的方法允许物体通过释放热量而自然冷却,而不需要任何外部电源。研究人员一直在努力将这种冷却效果融入到像玻璃这样的透明膜中,但由于这些膜往往传递太阳热量,这限制了它们的冷却能力,因此面临困难。
为了解决这个问题,POSTECH和韩国大学的联合团队开发了一种膜,将穿孔银(Ag)基底、布拉格镜和聚二甲基硅氧烷(PDMS)涂层整合在一起。这种膜有效地结合了透明性和辐射冷却能力。
布拉格镜是一种分层薄膜结构,可以反射近红外光,该光对阳光热量贡献显著。为了确保可见性,研究人员通过在银基底上创造微米级的孔洞,以类似于昆虫网的穿孔设计来让光线透过。此外,为了增强在大气窗口内的远红外辐射发射,他们涂覆了一层高吸收的基于硅的PDMS涂层。
这三层膜——穿孔银基底、布拉格镜和PDMS涂层——成功地提供了冷却效果,同时保持了可见性。测试表明,涂有这种膜的玻璃比仅涂有PDMS的玻璃温度低22.1°C。
POSTECH的Junsuk Rho教授表示,“这项技术适合大规模生产,对建筑和环境应用具有巨大前景。”他补充道,“最重要的是,它有效散热并降低能耗,成为可持续未来的关键技术。”
该研究得到了POSCO Holdings N.EX.T IMPACT基于超表面的平面光学技术实验室的支持,也得到了科学技术信息通讯部的领先研究实验室和韩国国家研究基金会的支持。