随着全球工业化的快速发展,户外工作者和城市居民面临的气候变化与环境健康风险日益加剧。被动辐射冷却技术作为一种零能耗冷却方案,通过热辐射将地球热量散失至寒冷外太空同时反射太阳辐射,在个人热管理和建筑冷却领域展现出广阔应用前景。然而,现有辐射冷却织物——无论是电纺二维直纳米纤维非织造布还是具有功能涂层的多层织物——往往以牺牲关键的空气-湿气透过性为代价。如何在保证高效辐射冷却的同时维持织物良好的透气透湿性,成为该领域亟待解决的重大挑战。
针对上述挑战,苏州大学汪晓巧教授、张克勤教授和XieAnquan博士合作开发出一种仿生三维螺旋纳米纤维超织造材料(HNMF)。该材料受生物卷须结构启发,采用空气-吹制电纺技术将醋酸纤维素(CA)和聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物(PVDF-HFP)共纺,利用两种聚合物的力学性能不匹配与静电流场扰动,成功制备出具有分级多孔纳米螺旋结构的超织造布。该材料实现了96%的太阳光反射率和91%的大气窗口红外发射率,可在高效辐射冷却的同时去除99.9%以上的PM0.5颗粒,且压降仅为52.8Pa。相关论文以“Bioinspired 3D Helical Nanofiber Metafabrics for Concurrent Thermal Management and Particulate Protection”为题,发表在ACS Nano上。
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