輻射制冷技術(shù)在紡織領(lǐng)域的應(yīng)用研究進(jìn)展

劉麗艷

國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局，北京 100088

輻射制冷是指溫度高的物體通過(guò)向外輻射能量以降低自身溫度的一種制冷方法。相對(duì)于需要能量輸入的主動(dòng)制冷(如冰箱、空調(diào)等)而言, 輻射制冷是不需要能量輸入的一種被動(dòng)制冷方式，能極大地降低能源的消耗。人們對(duì)輻射制冷的研究和驗(yàn)證已有數(shù)十年，但大部分的研究都集中在夜間輻射制冷方面，且研究結(jié)果不具備普遍的實(shí)用價(jià)值。研究人員一直在努力探究可以實(shí)現(xiàn)日間被動(dòng)制冷的有效方式。2014年，斯坦福大學(xué)范善輝教授團(tuán)隊(duì)提出了日間輻射制冷的原理和原型，即通過(guò)設(shè)計(jì)材料的吸收譜和發(fā)射譜, 使材料在太陽(yáng)輻射0.3～2.5 μm波段范圍內(nèi)吸收率和發(fā)射率盡可能小, 在大氣透明光窗8.0～13.0 μm波段范圍內(nèi)吸收率和發(fā)射率盡可能大, 也就是減少對(duì)太陽(yáng)輻射的吸收, 增加通過(guò)大氣透明光窗的熱輻射，實(shí)現(xiàn)日間被動(dòng)制冷。該團(tuán)隊(duì)還利用SiO2、HfO2等材料, 通過(guò)對(duì)光子晶體的設(shè)計(jì), 首次成功制備出能夠?qū)崿F(xiàn)日間被動(dòng)制冷的光子晶體薄膜材料[1]。2017年，楊榮貴教授及其合作者在基礎(chǔ)研究和產(chǎn)業(yè)化方面又實(shí)現(xiàn)了新的突破，他們采用有機(jī)聚合物加銀薄膜的復(fù)合結(jié)構(gòu)，通過(guò)在聚合物中摻雜體積分?jǐn)?shù)約為6%且隨機(jī)分布的SiO2顆粒，賦予聚合物對(duì)波長(zhǎng)在8.0～13.0 μm的光具有強(qiáng)烈的散射作用，以及對(duì)波長(zhǎng)在0.3～2.5 μm的光透明, 且透過(guò)該聚合物層的光又會(huì)被背面的銀薄膜反射回去，如此實(shí)現(xiàn)了日間被動(dòng)制冷(圖1)[2]。這種有機(jī)聚合物加銀薄膜的復(fù)合結(jié)構(gòu)對(duì)試驗(yàn)過(guò)程沒(méi)有過(guò)多的要求和限制，且薄膜可以快速、大量地制備，因此將極大地促進(jìn)輻射制冷技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。……