阳润恒 安顺 尚文 邓涛

(上海交通大学材料科学与工程学院,上海 200240)

辐射制冷是一种通过光谱调控来实现降温的新型制冷技术,相比于传统的主动制冷技术,如吸收式制冷、压缩制冷等,具有独特的优势,在环境保护和能源利用方面具有重要意义.本文首先从辐射制冷的基本原理出发,介绍了自然界中生物所具有的辐射降温特性.不同生物通过其材料、微观结构、行为等实现辐射制冷调控,为人类探究新型辐射制冷材料和器件带来了启发.本文也归纳了生物的辐射制冷机制,总结了生物结构的优化方法,并介绍了当前仿生辐射制冷的研究进展,对仿生辐射制冷的研究方向、应用前景和材料制备方法进行了展望.高功率、智能化的辐射制冷材料和器件是未来仿生辐射制冷的重要发展方向,先进微纳加工技术的融入将使仿生辐射制冷在未来具有更广阔的市场和应用.

1 引言

随着温室效应和全球变暖问题逐渐加剧,制冷技术在各个领域的应用愈发重要.传统制冷技术伴随着大量的能源消耗和温室气体(CO2,CH4,O3等)的排放,而辐射制冷作为新型冷却技术,因具有环境友好、无外界能量消耗、静谧性良好以及降温舒适等优点逐渐受到人们的关注.近年来,微纳尺度材料的研究与制备实现了对可见光和红外光的同时调控,日间辐射制冷技术得以实现,这引发了辐射制冷的研究热潮,各种用于辐射制冷的材料和体系,如光子晶……