可承受1400℃高温！高耐用且弹性的辐射制冷材料！台湾国立清华大学【ACS Nano】

在这里，通过静电纺丝制备了坚固的超疏水 ZrO2-Al2O3 纳米纤维 （sh-ZANF） 膜，然后进行无氟表面改性。光学工程 sh-ZANF 由于在众多光纤/空气界面处具有高折射率对比度 （nfiber= 2.04，nair= 1），因此获得了 97.7% 的极高太阳反射率。

sh-ZANF 还具有 95.6% 的高大气透明度窗口发射率，源自丰富的 Al-O/Zr-O 键的声子-极化激元共振，没有很强的 Reststrahlen 效应。最佳sh-ZANF膜在817 W/m2太阳辐照度下表现出6.6 °C的亚环境冷却和125 W/m2的最大冷却功率。sh-ZANF的覆盖范围使建筑模型、汽车模型和手持相机在阳光下分别冷却14.7 °C、16.8 °C和11.1 °C。据估计，为建筑物配备 sh-ZANF 每年可节省超过 10 MJ/m2，并减少高达 27% 的二氧化碳排放量。

此外，这些全陶瓷纳米纤维可以承受超过 1400 °C 的温度，在火灾紧急情况下保护建筑物及其居住者。我们的 sh-ZANF 还显示出有吸引力的自清洁特性，并成功通过了加速环境老化测试，表明其适用于未来的节能和可持续冷却策略。

图1 通过可扩展静电纺丝技术和无氟疏水表面改性制造的具有显着性能（被动日间辐射冷却、超轻量、耐候性和防火）的 sh-ZANF 的示意图。

图2 sh-ZANF光学特性的理论研究。

图4sh-ZANF在建筑应用中的超高温耐受性。

图5 sh-ZANF的室外制冷性能。

图6 sh-ZANF 在长期户外应用中的耐用性。

总结讨论：

作者研究发现，超耐用的静电纺丝 sh-ZANF 膜克服了当前聚合物和陶瓷基材料的局限性，可在实际应用中实现可持续的被动冷却。理论和实验谱图清楚地表明，优化工程化的sh-ZANF具有优异的PRDC能力，实现了97.7%的太阳热和95.6%的εATW和113.4 W/m2的理论冷却能力。

此外，sh-ZANF在丁烷火焰下承受了创纪录的1407 °C温度，凸显了其在建筑外部覆盖物中的潜力。此外，它实现了白天6.6 °C和夜间4.6 °C的大幅降温，最大降温分别为125和112 W/m2。sh-ZANF覆盖的建筑模型、汽车模型和手持相机在阳光照射下均经历了14.7 °C、16.8 °C和11.1 °C的显著降温，相机的电池寿命因此延长了31%。

最后，各种极端环境测试证实了sh-ZANF强大的天气适应能力，表明其适合长期户外应用。综上所述，开发的sh-ZANF作为一种柔性、超轻、阻燃、耐候的散热器，适用于各种外部应用，通过高效冷却来缓解全球变暖

原文链接：

https://doi.org/10.1021/acsnano.5c05958