自清洁与自冷却纸张
应用物理
2020-09-01 v2 材料科学
摘要
被动式日间辐射冷却（PDRC）技术通过同时反射太阳光并经地球大气窗口向寒冷的外太空热辐射，使物体降温。然而在实际应用中，当前PDRC材料面临前所未有的挑战，如制造工艺复杂昂贵，以及表面污染导致的性能退化。在此，我们通过将嵌入纸张微孔中的乙醇聚四氟乙烯（PTFE）微粒悬浮液气喷，开发了一种具有优异自清洁与自冷却能力的可扩展纸基材料。所形成的超疏水PTFE涂层不仅保护纸张免于水润湿和灰尘污染以用于实际场景，还通过太阳光背散射增强其太阳反射率。经PTFE颗粒增强的纸纤维高效反射太阳光并透过大气窗口强烈辐射热量，在834 W/m和671 W/m的直接太阳辐照下分别实现5C的亚环境冷却性能与104 W/m的辐射冷却功率。该冷却纸的自清洁表面延长了其寿命，并在户外应用中保持良好的冷却性能。此外，实验研究了染色纸张以拓展工程应用。它们可吸收适当的可见光波长以显示特定颜色，并有效反射近红外光以减少太阳加热，从而以经济、可扩展且节能的方式同步实现有效辐射冷却与美观多样性。
引用
@article{arxiv.2008.11889,
title = {Self-cleaning and self-cooling paper},
author = {Yanpei Tian and Hong Shao and Xiaojie Liu and Fangqi Chen and Yongsheng Li and Changyu Tang and Yi Zheng},
journal= {arXiv preprint arXiv:2008.11889},
year = {2020}
}