本创新技术介绍了一种新型彩色日间辐射冷却纳米纤维膜及其制造方法。该技术采用醋酸纤维素为基础材料,通过原液染色静电纺丝工艺制备而成。这种纳米纤维膜特别设计以在可见光谱范围内高效运作。
背景技术
冷却系统能耗约占全球电力消耗的15%,传统冷却方法不仅消耗了大量能源,还导致了温室效应。被动辐射冷却技术通过大气透明窗口(8-13μm)向外太空发射红外热量,使物体在没有消耗任何能量的情况下降低温度。然而,在白天太阳辐射会使冷却效果大打折扣。因此理想的日间无源辐射冷却器在具备良好的中红外发射率的同时还需具有高太阳反射率以减轻太阳辐射的影响。
最近,有学者研究了使用光谱选择性表面的方法制备光子结构,该结构可以最大限度地减少太阳吸收,同时最大限度地提高中红外波长的发射。然而,这些专门的光子结构价格昂贵,且制备工艺复杂,不利于产业化。与复杂光子结构的制造相比,基于聚合物化学键合的分子水平设计提供了一种更方便和可扩展的途径来实现红外光谱特性的调制,从而实现高冷却效率。然而,通过液滴浇铸制备的典型聚合物膜是透明的,这不能满足高太阳反射率的要求。根据米氏散射理论,设计与太阳辐射波长相似的纳米结构可以实现有效的太阳辐射反射。但由于强烈的光散射,大多数辐射冷却器通常呈现白色,这不符合美学要求,并可能导致眩光效应损害人眼。
为克服这一挑战,需要一种新的方法在实现高太阳反射率的同时能够保持视觉上令人愉悦的外观。
实现思路