辐射冷却——研究热点

在应对全球变暖和能源危机的中，辐射冷却技术凭借其“零能耗、零污染”的独特优势，犹如一颗璀璨的新星，吸引了全球科研人员的关注。该技术巧妙地利用大气透明窗口（8-13 μm），将热量以红外辐射的形式直接散逸至寒冷的外太空，为地球降温。近年来，辐射冷却领域的研究成果频繁登上《Science》等顶尖学术期刊，成为科研热点。

静电纺丝技术如何助力辐射冷却研究？

静电纺丝技术制备的辐射冷却膜，以其出色的可加工性、低成本和高冷却性能，在世界范围内得到了广泛的研究。静电纺丝技术可精确控制纤维的直径、结构和排列方式，为辐射冷却材料的性能优化提供了广阔的空间。众多科研团队借助这一技术，开发出了一系列创新的辐射冷却材料，取得了令人瞩目的成果。接下来，我们来具体看一下静电纺丝技术到底是如何助力高性能辐射冷却材料研究的。

1、《Science》：用于城市热岛辐射冷却的光谱工程纺织品

技术亮点：芝加哥大学徐伯钧教授设计了一种中红外（MIR）光谱选择性的分层纺织品（SSHF），具有2.23的高ATW光谱选择性比和0.85的平均ATW发射率，可以在城市环境中提供显著的冷却效果。

静电纺丝助力：作者通过静电纺丝技术制备了聚甲基戊烯（PMP）纳米纤维，利用纺丝过程中溶剂的逐步挥发，使纤维具有宽范围的直径分布，从而实现了覆盖整个太阳光谱的宽带散射效率。

原文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/science.adl0653

2、《Advanced Functional Materials》：静电纺聚酰亚胺纳米纤维辐射冷却膜，用于航天器热管理

技术亮点：上海交通大学范同祥教授和赵其斌副教授开发了一种使用静电纺丝聚酰亚胺纳米纤维的新型 RCF，在分子和微观尺度水平上进行了优化。

静电纺丝助力：以HPMDA/BAPP聚酰亚胺（HBPI）为原料，通过静电纺丝制备了PI纳米纤维薄膜。通过实验和蒙特卡洛（MC）模拟对纤维直径及其取向进行优化，发现将纤维直径控制在250-300 nm范围内并增加纤维取向的无序性可以很大程度优化光学性能，而静电纺丝技术可以通过调控参数调整纤维直径。

原文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202413191

3、《Advanced Fiber Materials》：可拉伸热塑性聚氨酯/氮化硼纳米片织物，用于多场景被动辐射冷却

技术亮点：郑州大学刘春太教授课题组通过一步静电纺丝技术制备高各向异性导热热塑性聚氨酯/氮化硼纳米片（TPU/BNNS）织物，将导热冷却机理引入被动辐射冷却织物中。

静电纺丝助力：采用沿纤维方向排列BNNS的层叠TPU/BNNS纳米纤维和具有高接触热阻的多孔纤维网络，其面内方向导热系数高，面外方向导热系数低。这种高各向异性使沿面内方向的快速热传递能够散热，同时阻止外部热量沿面外方向渗透，从而实现有效的传导冷却效果。

原文链接：https://doi.org/10.1007/s42765-025-00526-9

4、《Advanced Functional Materials》：静电纺丝技术制备柔性无机纤维膜，用于被动日间辐射冷却

技术亮点：青岛大学王晓雄教授团队通过静电纺丝工艺，制备出柔性纯无机辐射冷却材料，具有优异的太阳光反射率、红外发射率及被动日间辐射冷却性能。

静电纺丝助力：静电纺丝技术可以方便地实现多种界面调控，例如通过同轴并轴技术可以进一步设计出新的折射界面，通过有序静电纺丝技术也可以获得具有各向异性的光学系统。

原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202413813

未来可期，创新不止

静电纺丝技术与辐射冷却的结合，不仅在理论上取得了突破，在实际应用中也展现出了巨大的潜力。从城市热岛的降温到航天器的热管理，从多场景的被动冷却到柔性无机材料的创新，这一技术正在不断拓展辐射冷却材料的应用边界。随着科研人员的持续探索和技术创新，静电纺丝助力的辐射冷却材料有望在更多领域发挥越来越重要的作用。