用于自适应热控制的机械可调辐射冷却

被动辐射冷却目前是可再生能源研究中的前沿技术。在航天器外应用方面，辐射冷却是航天器热管理系统的关键组成部分，太空的极端环境会引起大幅温度变化，从而损坏设备。在地面应用方面，夜间或日间辐射冷却有望实现经济高效的被动热管理，而无需低效且昂贵的人工制冷技术。然而，目前大多数可用的辐射冷却系统无法动态改变，并辐射恒定静态的热功率。动态可调的自适应辐射冷却系统将是延长航天器寿命或提高地面冷却系统效率的关键发展。本文提出可拉伸辐射冷却设计，其可通过机械应变这一简单物理机制大幅调节。当结构被拉伸时，辐射功率显著降低。我们开发了一种建模方法，可模拟机械拉伸与电磁响应相结合，以计算这些新型自适应辐射冷却系统的可调热发射。所提出的光子工程结构可用作涂层，以经济环保的方式实现对各类物体的高效自适应热控制。所提设计比文献中其他设计更易实现，且最佳设计实现了高热发射功率，可调范围约为 132 W/m²。