近日，哈尔滨工业大学王威教授、徐洪波教授团队在期刊《Journal of Materials Chemistry A》上，发表了最新研究成果“In situ switchable nanofiber films based on photoselective asymmetric assembly towards year-round energy saving”。研究者通过静电纺丝工艺，制备了一种原位可切换光选择聚合物(PSP)材料，可以实现冷却和加热两种模式快速切换，制备的PSP材料表现出97.7%的高太阳光反射率和94.9%的高宽带发射率，辐射冷却功率为111.1 W·m^-2，太阳能吸收率高达95.6%，加热功率为781.6 W·m^-2，同时，在建筑热管理方面的巨大潜力，可节约高达 89.74 GJ·m^-2·y^-1的能源，碳减排量高达21.69 t。

如图1所示，通过连续纺织制备PSP材料，两端纤维不存在相互污染的情况。冷端材料PAN纤维具备较高的折射率和较低的消光系数，可产生强烈的光散射，同时根据Mie散射理论，可定制光散射最大的纤维直径。热端材料PPy-PI纤维具有较高的消光系数，对光有高吸收特性。

 如图2所示，通过两种不同折射率溶剂（空气/乙醇）的进出切换冷却/加热模式，当通入溶质折射率与冷端材料相近时，消除了聚合物-空气界面上的折射率，冷端材料光散射强度降低，呈现高透过状态，能量可穿过冷端达到热端。进行多次切换后，PSP的性能未受到影响。

如图3所示，PSP膜在冷却状态时，呈现高发射和高反射状态，在加热状态，呈现对太阳光高吸收状态，冷却功率111.1 W·m^-2，加热功率为781.6 W·m^-2。在户外无热对流屏蔽情况下，与环境温度相比，PSP膜在冷却状态降温2.4℃，加热状态升温2.1℃，在切换状态时（溶剂存在），升温1.6℃。

如图4所示，两种状态的户外测试中，冷端帐篷和热端帐篷进行连续测温。与环境温度相比，热端帐篷温度可高出28.2℃，冷端帐篷温度可降温4.9℃。同时我们将其关键特性(如加热/冷却性能，节能和可切换性)与最近报道的几项代表性建筑节能工程进行了比较，PSP薄膜在高阈值原位切换方面表现出明显的优势。此外，PSP膜表现出良好可扩展性，可大规模制作。

PSP膜对不同城市的建筑均有能耗节省，针对不同气候节省的主要模式不同。对于北京来说，针对制热节省和制冷节省能耗相差不大，对于哈尔滨节省制热能耗为78%，而对于海口的节省制冷能耗为76%。PSP膜可根据不同气候进行功能调节，达到最佳能耗节省。

人物简介：

王威，哈尔滨工业大学环境学院教授，博士生导师。国家高层次青年人才，黑龙江省优青获得者，头雁团队计划骨干人才。承担国家自然科学基金（4项）、国家重点研发计划课题、水专项、国际联合重点基金等项目或任务；担任中国水处理化学学会常务理事，国际水协中国青委会常委，Materials Highlights, Chinese Chemical Letter, Processes等期刊编委、青年编委；在Adv. Mater., J. Am. Chem. Soc., ACS Nano, Environ. Sci. Technol., Water Res. 篇顶尖期刊发表论文120余篇，他引6000余次，H因子50，英文专著1部、行业标准一部，申请/授权发明专利20余项，相关成果在工程应用中发挥作用。

徐洪波，哈尔滨工业大学化工学院副教授，博士生导师。主持国家自然基金面上项目和国家自然基金青年基金项目等多项基金。主要研究方向为表面微结构结构加工及热辐射调控和MOF光子晶体制备及传感器性能研究。在AFM，ACS Energy Letter，Small等期刊发表多篇论文。