BaSO4 纳米颗粒薄膜与涂料中显著的日间亚环境辐射冷却

辐射冷却是一种被动冷却技术，在降低空间制冷成本、缓解城市热岛效应和减轻全球变暖方面前景广阔。为实现被动日间辐射冷却，当前最先进的方案常利用复杂的多层结构或反射金属层，限制了其在诸多领域的应用。已有尝试用单层涂料实现被动日间辐射冷却，但往往需要较厚涂层或仅表现部分日间冷却。本工作中，我们通过实验证明了 BaSO4 纳米颗粒薄膜与 BaSO4 纳米复合涂料均具有优异的全天候亚环境冷却性能。BaSO4 具有高空带隙以实现低太阳吸收率，并在 9 um 处存在声子共振以实现高大气窗口发射率。借助适宜的粒径与宽泛的粒径分布，BaSO4 纳米颗粒薄膜达到 97.6% 的超高太阳反射率与 0.96 的高大气窗口发射率。现场测试中，BaSO4 薄膜温度低于环境温度 4.5C 以上，或实现 117 W/m2 的平均冷却功率。为增强户外应用可靠性，我们研制了体积浓度 60% 的 BaSO4-丙烯酸涂料，实现 98.1% 太阳反射率与 0.95 大气窗口发射率。现场测试表明其冷却性能与 BaSO4 薄膜相似。总体而言，我们的 BaSO4-丙烯酸涂料优值达 0.77，居于辐射冷却方案最高之列，同时具备极佳可靠性、便捷的涂料形态、易用性以及与商用涂料制造工艺的兼容性。