用于热管理应用的可应变调节反射率聚氨酯纳米纤维膜
材料科学
2023-03-01 v2 应用物理
光学
摘要
被动辐射冷却技术在追求可持续发展方面极具吸引力。然而，当前的冷却材料往往是静态的，难以应对全天候热舒适管理的变化需求。本文设计了一种通过静电纺丝获得柔性热塑性聚氨酯纳米纤维（Es-TPU）膜的策略，借助拉伸改变其光学反射率，实现辐射冷却与太阳加热之间可逆的原位无溶剂切换。在其辐射冷却态（0% 应变）下，Es-TPU 膜在 0.25-2.5 {\mu}m 波长范围内表现出 95.6% 的高且角度无关的反射率，并在大气透明窗口（8-13 {\mu}m）内具有 93.3% 的红外发射率，正午时实现 10 {\deg}C 的温降，对应冷却功率为 118.25 W/m2。Es-TPU 膜优异的力学性能使其可通过可逆拉伸连续调节反射率，在 80% 伸长应变下反射率达 61.1%（{\Delta}R=34.5%），导致吸收衬底高于环境 9.5 {\deg}C 的净温升，在该太阳加热模式下等效功率为 220.34 W/m2。该可规模化膜所展现的强雾度、疏水性及出色耐老化性，有望在实际应用中实现强度可调的均匀光照与高效热管理。
引用
@article{arxiv.2302.13043,
title = {Strain-adjustable reflectivity of polyurethane nanofiber membrane for thermal management applications},
author = {Xin Li and Zhenmin Ding and Giuseppe Emanuele Lio and Jiupeng Zhao and Hongbo Xu and Lorenzo Pattelli and Lei Pan and Yao Li},
journal= {arXiv preprint arXiv:2302.13043},
year = {2023}
}
备注
accepted version of the manuscript published on Chemical Engineering Journal