降溫木材實現輻射制冷

馬里蘭大學教授胡良兵團隊和科羅拉多大學教授尹曉波團隊合作研發了一種可以自動降溫的高性能結構材料。這種材料通過一種新型被動輻射冷卻技術產生散熱路徑：通過大氣透明窗口將熱量從這些結構散發到具有零能耗的超冷宇宙中。輻射制冷效果高達10℃，強度可媲美鈦合金。

由于木材纖維素的低光學損耗和無序的光子結構，降溫木材呈現出極高的光學白度，不吸收可見光。降溫木材中保持了原始木材有序排列的微米孔洞和納米纖維素，其多尺度纖維和通道作為隨機和無序的散射單元，對可見光光譜具有強烈的寬帶反射。降溫木材中纖維素的分子振動和拉伸在紅外區，尤其是8～13μm的大氣透明窗口區域，產生強烈輻射。因此，降溫木材通過大氣窗口輻射到宇宙中的熱量超過其吸收的太陽輻射能量，從而實現無需任何能源輸入的比環境溫度更低的制冷效果。

該團隊使用木材這種可再生的生物材料，與以前的利用納米光子諧振器的策略有所不同。胡良兵表示：“這是我們研究組實現的木頭和纖維素納米技術的又一重大進步：降溫木材僅由木材制成，也就是說，沒有任何其他例如聚合物的成分，可以作為綠色建筑材料有效降低室內溫度”。