研究人员开发下一代冷却材料，无需电力即可提高夏季降温效率

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韩国科学技术研究院（KIST）纳米光子学研究中心的姜金谷博士及其团队开发出了一种彩色辐射冷却液晶材料，该材料无需外部电源即可冷却，同时发出颜色。该研究成果发表在《化学工程杂志》上。
辐射冷却是一种无动力冷却技术，通过大气窗口将红外线以热量的形式释放出来，从而降低温度。它作为可替代高耗电空调的新一代环保冷却技术而备受关注。
白天使用的辐射冷却材料被涂成白色，以减少对阳光的吸收。这种材料具有出色的冷却性能，但缺点是，由于难以实现多种颜色，因此无法用于对美观有要求的建筑物或车辆。
因此，开发同时满足冷却与美观的彩色辐射冷却材料近来受到关注。
此前已知的有色辐射冷却材料利用光吸收产生颜色，导致降温效果不佳。利用光反射的光子晶体等替代有色材料具有出色的冷却性能，但在实现鲜明色彩方面受到限制。
研究团队通过制作弯曲螺旋液晶光子晶体解决了这个问题。本研究中使用的商用液晶（LC242）不仅是一种通过辐射冷却降低温度的材料，而且当使用诱导器排列成螺旋状时，它还能通过其周期性结构形成有色光子晶体。
研究人员利用旋涂工艺来弯曲这些彩色光子晶体，从而产生了鲜艳的色彩，而传统光子晶体则不会根据角度的不同而呈现不同的颜色。
研究人员表示，通过将制备的彩色辐射冷却液晶材料与上部透明薄膜和下部金属薄膜相结合，能够实现比同色商用涂料低约30.8°C、比中午环境空气低约3.1°C的温度。
该材料可用于减少出于美观考虑的建筑物和车辆外部的空调消耗，以及为户外休闲用品和军用帐篷提供无电力冷却。
韩国科学技术研究院教授金谷康博士表示：“本研究开发的彩色辐射冷却液晶材料可以通过低成本、简单的旋涂工艺快速制造。”
“如果该技术大规模商业化成功，未来将被用于冷却电子、移动等广泛领域。”
更多信息： Sangwok Bae 等人，利用漫反射主导的胆甾型液晶实现高效全色日间辐射冷却，《化学工程杂志》（2024 年）。DOI ：10.1016/j.cej.2024.149245
期刊信息： 化学工程杂志