论文信息：
Kaixin Lin, Jianheng Chen, Aiqiang Pan, Hao Li, Yang Fu, Chui Ting Kwok, Lin Liang, Luke Chao, Yihao Zhu, Qingping Sun, Chi Yan Tso. Beyond the Static: Dynamic Radiative Cooling Materials and Applications, Materials Today Energy, 2024, 101647.
论文链接：
https://doi.org/10.1016/j.mtener.2024.101647
研究背景
研究内容
除了建筑应用，综述还探讨了静态和动态辐射制冷材料在城市尺度上的应用前景。通过在城市屋顶、外墙和道路等大面积表面广泛铺设辐射制冷涂层，可显著降低城市表面温度和近地面气温，从而缓解城市热岛效应,改善城市微气候环境。结合城市规划、景观设计等多学科手段，辐射制冷有望成为打造清凉、宜居城市的重要抓手。
展望未来，综述对下一代动态辐射制冷技术的发展方向和关键科学问题进行了系统思考和深入探讨（图 5）。动态辐射冷却技术的未来研究方向涵盖了多个领域，旨在克服当前面临的挑战并拓展其应用范围。首要任务是提高态辐射冷却系统在不同大气条件下的性能稳定性，特别是在大气透射率和太阳辐射强度变化的情况下。同时，研究者们需要探索如何在复杂的城市环境中有效应用态辐射冷却技术，尤其是对于被建筑物、车辆和行人遮挡的地面表面。在建筑应用方面，一个关键的研究方向是开发能够在保持高效辐射冷却功能的同时，满足建筑美学需求的动态辐射制冷材料和涂层。这可能需要研究具有动态可调谐性的材料，不仅能在冷却和加热模式之间切换，还能按需控制反射颜色和外观。此外，研究轻质、多功能材料，以有效调节建筑和道路表面温度，同时无缝集成到城市基础设施和公共空间中，也是一个重要方向。降低成本，提高动态辐射制冷材料和技术的耐久性和维护效率，将有助于促进其广泛采用和长期应用。动态辐射制冷技术在农业领域也有潜在的应用前景。研究者们正在探索辐射制冷在温室中的应用，包括温室顶部覆盖和土壤表面，以管理和调节内部温度。同时，还需要研究这些应用对土壤微生物和根系营养吸收的影响。在个人热管理方面，进一步开发具有红外辐射适应性的工程纺织品，用于可穿戴服装，是一个有前途的研究方向。同样，在交通领域，研发温度敏感材料，为车辆提供冷却和加热功能，也是未来研究的重点之一。对于面临水资源短缺的内陆城市，将动态辐射制冷应用于大气水收集策略是一个极具价值的研究方向。这不仅可以提供有效的空气湿度控制，还可以作为日间水收集的冷凝器。最后，一个值得关注的研究方向是将动态辐射制冷技术与发电模块结合。这包括探索与热电技术的集成，利用更广泛的热源范围来提高整体效率。另一个潜在的研究领域是开发基于液滴的发电材料，以扩展发电能力到更多天气条件。例如，在多云或雨天时，动态辐射制冷性能可能受限，但可以利用雨滴发电技术来产生电力。这种多功能方法旨在开发能在晴天通过辐射冷却进行热调节，而在降水时转向电力生成模式的材料系统，从而提高动态辐射制冷在建筑环境中的全天候价值。
图 4 在社区或城市尺度上研究辐射制冷效应。(a) 用于案例研究的建筑布局方案以及应用辐射制冷材料的建筑表面温度等值线图；(b) 针对辐射制冷应用,研究建筑布局和建筑间的热交互作用；希腊大规模铺装应用的卫星图像：(c) 雅典中央广场；(d) 雅典城市公园；(e) 雅典西部的主要交通走廊。
图 5 DRC技术的未来发展与应用的展望
结论与展望
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