近日，四川大学环保型高分子材料国家地方联合工程实验室教授赵海波提出了一种基于生物质本征光致发光辐射制冷新策略，发展了具有高太阳光反射率、可循环利用的全生物质辐射冷却气凝胶，研究成果发表在《科学》上。
由明胶和DNA制备的生物质气凝胶具有独特的荧光/磷光特性以及高度有序的层状结构。这种本征光致发光效应使得气凝胶将吸收的紫外光转化为可见光，有效提高气凝胶材料在可见光区域的太阳光加权反射率，大幅增益气凝胶材料的日间辐射冷却效率，在高太阳辐照度的户外条件下，环境温度降低达16.0 ℃。另外，利用水介导气凝胶界面处强离子氢键的可逆解离-重构特性，通过可扩展、普适的水焊接策略实现了具有各向异性孔结构气凝胶板的大规模制备，长程有序的孔结构可确保气凝胶材料光学性质及综合性能的可靠性。
此外，该全生物质气凝胶材料具有阻燃、可快速自修复、可循环利用和可生物降解等性能，在材料来源、制备、使用及废弃的全生命周期具有高环境友好性。该工作为未来可持续辐射冷却材料的设计制备提供新思路。
摘要：
被动辐射冷却材料通过大气窗口向外太空发射红外辐射，提供相对于环境温度的几度冷却。许多被动冷却策略依赖于不会降解且可能不可回收的聚合物。Ma等人介绍了一种具有吸引人的辐射冷却特性的生物质基气凝胶（参见 Shen 和 Liu 的观点）。明胶和 DNA 基气凝胶具有很强的冷却效果，部分原因是荧光和磷光。它也是可降解和可回收的，这是考虑此类材料对环境影响时的重要因素。—Brent Grocholski
在全球气候变化加剧的背景下，被动辐射冷却是一种潜在的可持续热管理策略。然而，石化衍生的冷却材料往往因吸收阳光而面临效率挑战。我们提出了一种内在光致发光生物质气凝胶，其可见光反射率超过 100%，可产生巨大的冷却效果。我们发现，DNA 和明胶聚集成有序层状气凝胶，通过荧光和磷光在可见光区域实现 104.0% 的太阳加权反射率。在高太阳辐照度下，冷却效果可将环境温度降低 16.0°C。此外，通过水焊接高效大规模生产的气凝胶具有很高的可修复性、可回收性和可生物降解性，完成了环保的生命周期。这种生物质光致发光材料是设计下一代可持续冷却材料的另一种工具。
来源：科学网
https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2024/7/526136.shtm
相关论文信息：https://doi.org/10.1126/science.adn5694