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激光诱导热解实现聚二甲基硅氧烷(PDMS)单材料双功能集成:辐射制冷与太阳能加热的协同调控
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月02日 来源:Joule 38.6
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研究人员通过激光诱导热解技术,将透明聚二甲基硅氧烷(PDMS)转化为兼具辐射制冷与太阳能加热功能的双效材料。该研究通过精准调控激光能量,实现单一材料对太阳光谱的选择性响应(高能激光形成高反射制冷层,低能激光生成强吸收加热层),建筑能耗模拟显示年节能率达26.5%。这项技术为建筑、可穿戴设备等领域提供了可持续热管理新范式。
这项突破性研究展示了如何用激光"雕刻"透明弹性体聚二甲基硅氧烷(PDMS),将其变成智能热调节材料。就像用激光笔当魔法棒——高能量激光照射时,PDMS会变身"凉感外衣",通过高太阳光反射率和强热辐射(thermal emission)实现被动制冷;而低能量处理时则化作"阳光捕手",高效吸收太阳能(solar absorption)用于加热。
研究团队通过建筑能耗模拟验证,将这种双面材料应用于屋顶,每年能省下26.5%的空调能耗,相当于给建筑披上了会自动调节的温度隐形斗篷。更妙的是,还能用激光在同一块PDMS上绘制出"冰火两重天"的Janus结构(一面制冷一面加热),甚至直接打印出太阳能热电(solar thermoelectric)器件。
这项技术跳出了传统热管理需要堆叠多种材料的窠臼,用单材料(single-material)策略实现了"冷热通吃"。就像用同一团橡皮泥捏出冰箱和暖炉,不仅简化了制造流程,更为应对全球变暖和建筑脱碳(decarbonize)提供了充满想象力的材料解决方案。那些在阳光下闪闪发亮的PDMS涂层,或许正在悄悄改写未来城市的能源密码。
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