ACS Nano：用于协同彩色辐射冷却的分层纳米纤维素光子设计
大家除夕快乐，今天给大家分享的是ACS Nano上的文章“Hierarchical Nanocellulose Photonic Design for Synergistic Colored Radiative Cooling”
【摘要】
日间辐射冷却 (DRC) 材料提供了一种可持续、无污染的被动冷却解决方案。传统的 DRC 材料通常是白色的，以最大限度地提高太阳光反射率，但纺织品和建筑等应用需要更多的美学选择。不幸的是，着色的 DRC 材料通常会由于着色剂吸收阳光而降低冷却效率。因此，本研究报告了一种由光致发光散射体网络和纳米纤维素胆甾结构组成的分层光子结构。这种设计有效地解决了冷却效率和着色之间的权衡，通过协同的全天着色实现了增强的冷却效果。具有高度有序的胆甾结构的可持续纳米纤维素选择性地反射可见波长，产生结构色和高中红外 (MIR) 发射。光致发光散射体网络增强了反射率并将吸收的光转化为光致发光发射，进一步促进了冷却。这种协同的光子相互作用导致显着增强的 92% 高反射率、>90% 的高 MIR 发射率、稳定且可调的结构颜色外观以及长达数小时的余辉光致发光。因此，在阳光下可实现高达 11.3 °C 的低温冷却，同时能够产生可编程的结构颜色和光致发光图案，以实现白天和夜间的可见性。通过从 UV 到 MIR 区域的四种光学机制的协同作用实现的增强冷却效率为其他 DRC 材料提供了有前途的设计范例。
【结论】
总之，本研究提出了一种可扩展且简单的方法来制造分层 DRC 系统，该系统将鲜艳的全天候着色与卓越的辐射冷却特性无缝集成。通过战略性地结合光致发光散射体网络和自组装纳米纤维素胆甾醇结构，我们在从紫外线区域到中红外区域的整个光谱范围内实现了协同光子效应。散射体网络有效地反射太阳光并将吸收的紫外线辐射转化为光致发光，进一步增强了太阳光谱反射率。同时，纳米纤维素胆甾醇层选择性地反射可见光，既有助于反射率和结构颜色，又可用作中红外发射器，实现高效的热辐射。这种创新方法产生了一种分层 DRC 系统，其特点是高反射率（92%）、高中红外发射率（>90%）、稳定且可定制的结构颜色以及长时间余辉光致发光。值得注意的是，这种环保涂层表现出 11.3 °C 的环境冷却效果和 91.3 W/m2 的净辐射冷却功率。分层 DRC 系统还具有可定制的结构颜色和发光图案，以及出色的环境稳定性。 这种独特的性能组合使我们的 DRC 材料成为有希望的候选材料。
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原文DOI：https://doi.org/10.1021/acsnano.5c00330
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