《Nature Communications》：透明和自清洁聚合物基超材料实现辐射冷却和室内光线管理

透明的屋顶和墙壁为利用自然光提供了令人信服的解决方案。然而，传统的玻璃屋顶和墙壁面临着诸如眩光、隐私问题和过热问题等挑战。

近日，德国卡尔斯鲁厄理工学院Gan Huang、Bryce S. Richards团队提出了一种基于聚合物的微光子多功能超材料。这种超材料可以散射73%的入射阳光，创造出更加舒适和私密的室内环境。超材料的可见光透过率(95%)超过传统玻璃(91%)。此外，据估计，与玻璃屋顶相比，这种超材料的光合作用效率提高了9%。该材料具有接近中红外黑体的高发射率(~0.98)，在环境温度下估计具有~97 W/m2的冷却能力。在潮湿的卡尔斯鲁厄，这种超材料比环境温度低6℃左右。该超疏水材料的接触角为152°，明显高于玻璃(26°)，具有良好的自清洁性能。研究成果以题为“Radiative cooling and indoor light management enabled by a transparent and self-cleaning polymer-based metamaterial”发表于《Nature Communications》上。

图1：用于光、热和润湿性综合管理的聚合物基微光子多功能超材料(PMMM)示意图。

图2：基于聚合物的微光子多功能超材料(PMMM)的制备及测量光学性能。

图3：基于聚合物的微光子多功能超材料(PMMM)工作原理、辐射冷却性能和光扩散。

图4：室外辐射制冷性能测试。

图5：聚合物基微光子多功能超材料(PMMM)的自清洁性能。

文章信息：

Huang, G., Yengannagari, A.R., Matsumori, K. et al. Radiative cooling and indoor light management enabled by a transparent and self-cleaning polymer-based metamaterial. Nat Commun 15, 3798 (2024).

https://doi.org/10.1038/s41467-024-48150-2