采用超疏水、无氟的聚二甲基硅氧烷嵌段多孔聚乙烯涂层实现全天候辐射冷却

《Materials Today Sustainability》：All-day radiative cooling with superhydrophobic, fluorine-free polydimethylsiloxane-embedded porous polyethylene coating

有机无PFAS涂层 PolyCool 通过多孔聚乙烯与硅氧烷粒子复合实现日2°C/夜5.5°C被动冷却，具备超疏水（接触角＞160°）、抗紫外和低成本特性，适用于铝箔、木材等多种基材。

　　

摘要

在本文中，我们介绍了PolyCool这种全有机涂层，该涂层不含全氟和多氟烷基物质（PFAS），专为被动式全天冷却应用设计。该涂层采用多孔聚乙烯（PE）制成，通过简单的浸涂和相变工艺制备，形成了多分散的孔径分布，从而实现了97.4%的优异太阳反射率。为了提高其辐射热发射性能，研究人员加入了通过绿色乳化方法合成的聚二甲基硅氧烷（PDMS）颗粒，这种方法可实现规模化生产和精确控制颗粒大小。在伦敦进行的36小时连续测试中，该涂层在直射阳光下使环境温度降低了2°C，夜间降低了5.5°C。尽管有部分云层覆盖且湿度超过40%，这一效果仍然得以实现，且无需使用对流防护装置。根据其光谱数据和气象条件，研究人员估算了这种涂层在10个欧洲主要城市的辐射冷却潜力。此外，涂层表面的特殊纹理赋予了其超疏水特性，接触角超过160°。该涂层还具有出色的抗紫外线（UV）性能，可应用于多种基材上，包括聚合物薄膜、铝箔和木材，且设备和材料成本较低。