当前，全球每年约10%的电量用于室内空调。预计到2050年，空调制冷需求将增加两倍。因此，开发绿色清洁，高效且低能耗的新型制冷技术具有迫切需求。基于Mie散射理论利用多孔结构进行辐射制冷是一种不需要额外能量输入的被动辐射制冷方法，具有优异的制冷效率和柔性轻质等特点，已经成为最有希望满足未来制冷需求的技术。然而，为了实现所需的高太阳光反射率（＞95%），高孔隙率不可避免会降低聚合物基底膜的机械稳定性（拉伸强度＜10 MPa），尤其是在紫外线长期照射的情况下，聚合物的性能会减弱。此外，大多数孔结构的形状不可控，阻止了在反射性能上的进一步突破。因此，在聚合物基多孔膜上同时实现高太阳光反射率，优异的机械性能和环境稳定型仍具有挑战性。

图1：具有微三明治结构的UHMWPE基多孔膜（MAMS）的制备流程。

  近期，华南理工大学聚合物新型成型装备国家工程研究中心瞿金平院士和张桂珍教授研究团队在“聚合物（超高分子量聚乙烯，UHMWPE）-致孔剂（液态石蜡，LP）”体系中战略性引入球状无机颗粒（SiO₂微球），开发出了一种简单且可连续化的“相分离-双向拉伸”技术，在聚合物膜上创新性地实现了一种微三明治多孔结构（MAMS）。利用UHMWPE分子链高度缠结特性，所形成的紧密聚合物骨架可以有效包裹SiO₂微球和LP微滴。其中，SiO₂微球在双向拉伸过程中起到关键的支撑作用，使得LP微滴在UHMWPE骨架下挤压下形成椭球状。

  此外，得益于UHMWPE基体优异的稳定性和微三明治孔结构对紫外区太阳光的全反射（≈100%），即使是在61.6 W/m²紫外灯下辐照240 h（分别相当于广州市7年和弗洛里达州8年的辐照量）、强酸或高温环境下，MAMS的光学性能和机械性能几乎没有改变，展现了其作为新型绿色制冷技术被实际应用在轻质膜式建筑、汽车和食品保鲜等领域的巨大潜力（图5）。

图5：具有微三明治结构的UHMWPE基多孔膜（MAMS）的环境稳定性。

  该工作“A micro-sandwich-structured membrane with high solar reflectivity for durable radiative cooling”为题发表在《Matter》上（Matter 2024，7，1-12）。文章第一作者是华南理工大学博士生李煜。

  华南理工大学聚合物新型成型装备国家工程研究中心瞿金平院士和张桂珍教授团队长期招收博士后，欢迎具有高分子、机械、新能源、柔性电子器件等相关研究背景的人员报名参加。

  原文链接：https://doi.org/10.1016/j.matt.2024.08.020