基于生物质的可用于持续性辐射冷却的生物降解性气凝胶

据一项新的研究报告，由明胶和 DNA 制成的一种气凝胶的日光反射比超过 100%，因而它能产生卓越的辐射冷却效果。它同时也具有生物降解能力。这种新方法为下一世代的高性能辐射冷却材料铺平了道路，促进了环保领域的进步。可持续、节能和具环保意识的冷却技术对我们能适应快速变暖的世界至关重要。与传统制冷系统相比，被动辐射冷却技术的能耗较低，温室气体的排放也少，因而令其成为一种潜在的热管理的可持续性策略。然而，许多被动冷却策略依赖于缺乏长久稳定性、不可回收或内含有害化合物的聚合物材料。此外，由于其固有的对太阳辐射能的吸收特性，源自石化材料的聚合物在用于日间光辐射冷却时会经常面临挑战。通过利用 DNA 和明胶 (GE) 之间的相互作用，Jian-Wen Ma 和同事报告了一种具有强大冷却效果的光致发光性生物质气凝胶。Ma 等人发现，将 DNA 和 GE 结合成某种有序分层的气凝胶结构可产生一种被动辐射冷却材料，该材料可通过荧光和磷光的独特行为实现平均值达 104.0% 的可见光反射率。该设计能够在太阳辐照度很高的情况下将环境温度降低 16 摄氏度。此外，作者证明，这些气凝胶（完全由生物质原料制成，并可通过水焊大规模高效生产）具有引人瞩目的修复能力、可回收性和生物降解性，并且在使用过程中不会对环境产生有害影响。Changyu Shen 和 Xianhu Liu 在相关的《视角》中写道：“被动辐射冷却是节能的重大创新策略。然而，我们不能忽视这种方法对环境的影响。采用基于生物性聚合物的 [辐射冷却材料] 是一种减轻环境污染的方法。”该文章还重点论述了这种新型材料的几个局限性。