温室效应是人类面临的最重大危机之一，由此引发的全球变暖进一步催生了对空间制冷的旺盛需求。然而，以空调制冷为代表的传统制冷方式通常依赖于压缩技术，需要消耗大量电能，反过来进一步造成温室气体的排放增加，形成恶性循环。此外，传统制冷技术只能实现热量在大气环境内的空间转移，并没有实现地球环境意义上的热量排放。因此，开发节能且环境友好的制冷技术是非常必要的。辐射制冷是一种被动式的新型制冷策略，具有零能耗、零环境污染等特点。利用地球大气（≈300 K）与宇宙空间（2.7 K）之间的巨大温差所驱动的热交换，辐射制冷技术可以实现全天候的制冷过程。辐射制冷是通过从物质表面以热辐射的形式失去热量来实现的，这些热量可以通过波长在8 ~ 13 μm之间的大气窗口发射到外层空间。与从太阳热源中获取能量的技术策略类似，辐射制冷是一种利用宇宙冷源的可再生能源技术。

  相比于没有日照而温度更低的夜间，日间会产生更大的制冷需求。然而，实现这种被动式日间辐射制冷（Passive Daytime Radiative Cooling, PDRC）功能需要所使用的材料能克服日照辐射能量的输入来实现降温，由此形成了研究上的挑战。为实现PDRC功能，材料必须同时满足两个波段的光谱响应要求（图1）：①在太阳辐射波段（0.3-2.5 μm）具有较高的反射率；②在大气透明窗口波段（8-13 μm）具有较高的发射率。从2014年首例实验研究开始，PDRC领域在材料开发以及应用方面都取得了一系列具有突破性创新的研究成果，其中包括了多层无机光子薄膜（2014，Nature），粒子杂化超材料（2017，Science），分级多孔聚合物涂层（2018，Science），纳米多孔织物（2016，Science），超纤维织物（2021，Science），温度自适应涂料（2021，Science），热至变色智能玻璃（2021，Science），辐射冷却木头（2019，Science）等多种类型的新型材料。

  鉴于辐射制冷在材料开发和应用所取得的一系列开创性成果，宁波大学孙巍团队课题组近期在《Advanced Optical Materials》上发表了题为“Recent Advances in Material Engineering and Applications for Passive Daytime Radiative Cooling”的综述文章。该综述从材料学角度总结了PDRC研究的最新进展，其中包括对PDRC基本原理和材料设计原则的介绍，并着重综述了近年来在PDRC材料工程（包括多层无机光子薄膜基冷却器，超材料基冷却器，聚合物基冷却器，自适应型冷却器，仿生冷却器以及彩色冷却器）及其应用方面（建筑物，织物，水冷系统等）的研究进展（图1）。最后该综述提出了PDRC材料未来的挑战和机遇。

图1. 日间被动式辐射制冷的材料制备及应用

  宁波大学材料科学与化学工程学院的孙巍副教授为本文通讯作者，宁波大学硕士研究生伍思龙为第一作者。该工作获得了浙江省自然科学基金的资助。

  原文链接：https://doi.org/10.1002/adom.202202163