辐射制冷技术作为应对全球气候变暖的潜在可持续热管理策略，其不可再生材料常面临复杂环境耐久性不足问题，制约其了辐射制冷材料的实际应用。因此，迫切需要开发具有优异复杂环境适应性的可再生辐射制冷材料。

近日，广西大学莫柳婷团队在期刊《Carbohydrate Polymers》上，发表了最新研究成果“Robust, hydrophobic and antimicrobial TiO2-decorated bamboo cellulose nanofiber aerogel with honeycomb porous structure for highly efficient radiative cooling”。研究者通过原位生长和真空浸渍工艺制备了坚固、疏水、抗菌聚二甲基硅氧烷（PDMS）/二氧化钛纳米颗粒（TiO₂）@竹纤维素纳米纤维（CNF） 复合气凝胶，展现优异的环境适应性与辐射制冷性能，在建筑节能领域具有巨大潜力，有望成为替代传统屋面材料（如聚合物泡沫与金属涂层）的未来可持续选择。

图1：PDMS/TiO₂@CNF复合气凝胶的制备。

在不同PDMS含量下，PDMS/TiO₂@CNF复合气凝胶的水接触角均超过120°，最高达131°，远优于未改性材料，且常见液体（如咖啡、果汁等）在表面均呈椭圆形液滴；即使在新切割内表面，液滴形态在10分钟内也无明显变化。在pH 2–12的酸碱环境、户外尘雨暴露10天，以及强酸强碱浸泡24小时后，材料仍能保持120°以上的高接触角，表现出优异的化学稳定性和复杂环境耐久性。

图2：PDMS/TiO₂@CNF复合气凝胶的疏水性能。

抗菌实验表明，TiO₂ 在没有光照情况下几乎没有抗菌活性，经过60分钟模拟太阳照射后，TiO₂开始展现抗菌作用，最终在180分钟后对金黄色葡萄球菌的杀菌率达到98.64%，对大肠杆菌的杀菌率达到99.33%，表明该复合气凝胶具有优异的抗菌性能。

图3：PDMS/TiO₂@CNF复合气凝胶的抗菌性能。

该复合气凝胶实现了以辐射制冷为主导的被动降温，在0.3-2.5 μm红外光谱范围内的反射率为84%，在8-13 μm中红外区域的发射率达95% 。

图4：PDMS/TiO₂@CNF复合气凝胶的光学性能

户外实验表明，PDMS/TiO₂@CNF复合气凝胶具有优异的被动辐射制冷效果，在约1000W/m2的太阳辐照度和中午约40%的相对湿度下，该复合气凝胶显示平均温度较环境空气温度降低约10°C，制冷功率达到约40 W/m2。

图5：PDMS/TiO₂@CNF复合气凝胶的户外辐射制冷性能。

该工作为环境适应性辐射制冷材料的设计开发提供了一种可行性制备策略。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2026.125215

人物简介：

莫柳婷，广西大学林学院助理教授，硕士生导师，主要从事生物质基热管理材料设计及应用研究。近年来主持参与国家自然科学基金、广西自然科学基金等，在Chemical Engineering Journal、Carbohydrate Polymers、Journal of Hazardous Materials等期刊以第一作者或通讯作者发表SCI论文10余篇。