DOI: 10.1039/d3mh00391d

被动辐射冷却是在不消耗能量的情况下冷却物体的一种很有前途的解决方案。然而，化学色会吸收可见光并产生热量，这对以简单且可扩展的方式设计彩色亚环境日间辐射冷却器（CSDRC）提出了挑战。在此，研究者使用纳米纤维（NF），通过原液染色静电纺丝技术实现日间辐射冷却器的选择性光谱吸收。这种方法允许在可见光谱中选择性吸收所需的颜色，而纳米纤维结构提供强烈的可见光和近红外光散射，以最大限度地减少太阳能加热。本研究选择了具有中红外发射特性的醋酸纤维素（CA）来进行有效的天空冷却。该设计使CA NF CSDRC表现出99%的超高近红外反射率、95%的高MIR发射率和鲜艳的色彩。这些独特的光学特性使最高环境温度降低了3.2℃，在700W/m²的太阳强度下，冷却功率约为40W/m²。此外，彩色纳米纤维冷却器的柔性和可变形性使其适用于各种实际应用中的热管理。总之，本工作为设计彩色被动辐射冷却材料提供了一个简单且可扩展的解决方案。

图1.（a）太阳光谱和大气透明窗光谱。（b）太阳光和热辐射与CSDRC之间相互作用的示意图，CSDRC在吸收特定可见光以产生所需颜色的同时，保持高NIR反射率，以及高IR传热效率，最大限度地提高辐射冷却。对AM1.5太阳辐射光谱的参考表明在VIS光谱中的选择性颜色吸收，同时增强了NIR反射率。

图2.（a）CA NF CSDRC的制备示意图。（b）不同颜色CA NF CSDRCs的照片。薄膜厚度为500μm。比例尺，5cm。（c）不同颜色CSDRCs的SEM图像，插图：相应图像的直径分布。（d）CA NF在太阳区域的散射效率。（e）CA NF CSDRCs在太阳区域的光学反射率。AM1.5太阳光谱作为参考。（f）CA NF CSDRCs在MIR区域的光学发射度。通过模拟（Modtran）获得大气透射率，并将其作为参考。（g）CA NF CSDRCs在MIR区域的IR透射率。（h）印刷纸、棉布和CA NF CSDRC的弯曲刚度比较，插图显示了扭曲的柔性薄膜。

图3.（a）室外热测量装置的图片。（b）冷却测试箱示意图。（c）黄色CSDRC和黄色薄膜的实时监测温度曲线（2022年11月，上海）。（d）中午对黄色CSDRC辐射冷却功率的连续测量。（e）黄色CSDRC的净冷却功率。变化的hcc是一个组合的非辐射热系数（hcc为0，3，6，12W/m²/K）。（f）黄色CSDRC和黄色薄膜冷却功率的比较（hcc=6W/m²/K）。

图4.CA NF CSDRC在户外暴露（a-c）10天、（d-f）20天和（g-i）30天后的冷却稳定性（2023年2月和3月）。

图5.（a）白棉布和NF CSDRC的照片及其（b）冷却效果的比较。比例尺，10cm。（c）有无CSDRC覆盖的汽车的照片和（d）温度追踪。比例尺，5cm。（e）由织物和NF CSDRC制成的帐篷的照片及其（f）内部的温度变化。比例尺，15cm。