来源 | Advanced Materials，高分子科学前沿

链接 | https://doi.org/10.1002/adma.202504382

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背景介绍

随着建筑、电子、交通等领域对热管理需求的不断增加，传统主动冷却技术虽效率高，却因使用有害制冷剂而对环境造成负担。被动日间辐射冷却技术因其节能潜力备受关注，但现有技术多限于白色或高反射表面，难以在保持冷却性能的同时实现丰富的色彩表达，限制了其在实际场景中的应用。色彩化辐射冷却（CRC）材料在实现视觉美观与功能多样化方面面临巨大挑战，尤其是在 scalable 制备工艺上存在显著技术瓶颈。

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成果掠影

近日，普渡大学阮修林教授团队开发出一种新型自分离彩色辐射冷却涂料，通过窄带颜色保存方案，成功在单层涂布中实现多彩且高效的辐射冷却性能。该涂料采用精选窄带吸收染料，自组装形成吸收-散射双层结构，既能显色又能最大限度减少光吸收。青、品红、黄三种基色涂料实现了93%的太阳反射率和0.94的大气窗口发射率，全天候实现亚环境冷却。新研发的黑色涂料太阳反射率高达46.3，温度降幅达25°C，性能优于市售产品。该研究还展示了在CMYK色彩空间中通过染料混合实现颜色定制的潜力，为解决色彩与冷却性能之间的矛盾提供了系统性解决方案。论文以“Self-Stratifying Colored Radiative Cooling Paints Through Narrow-Band Color Preservation Scheme”为题发表在《Advanced Materials》。

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图文导读

图1. a) 具有双层结构的辐射冷却涂料机理示意图。 b) CRC涂料的机理与减色模型示意图。 

图2. a) 自分离CRC涂料的制备流程。 b–d) 不同放大倍数下自分离CRC涂料截面的SEM图像。 e) 涂料顶面SEM图像。 f) 涂料底面SEM图像。 

图3. a)–d) 青、品红、黄和紫色辐射冷却涂料的光谱半球太阳反射率与大气窗口发射率。插入矩形图为室内光线下实际样品照片，圆点表示D65光源下基于光谱反射率计算的颜色值。 

图4. 丙烯酸基涂料、硅酮基涂料与两款商用涂料（Tex-Cote、CoolWall）的光谱反射与发射性能对比。矩形插图为实际样品照片，圆点为D65光源下的颜色计算值。 

图5. 颜色保留冷却功率（CPCP）与Munsell明度值（V）随可见光反射率变化的关系图，a) 为0–100%范围，b) 为0–10%范围。 

图6. a) 温度测试装置示意图。 b) 现场测试实物图。 c) 四款彩色涂料的温度曲线。 d) 三款黑色涂料的温度曲线。 

图7. a) 磨损测试结果对比。 b) 四款CRC涂料的附着力测试结果。 c) 黑色涂料与商用产品的附着力测试。 d)–f) 青色涂料的静态、前进与后退接触角测试。