《Polymers》：Green Radiative Cooling and Antimicrobial Materials Based on Polylactic Acid Oligomer Hexagonal Microspheres
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相较于依赖传统空调的制冷方式，基于被动辐射制冷（passive radiative cooling）的热管理策略可显著节约能源并降低温室气体排放。然而，已有辐射制冷材料大多不可降解，其废弃处理可能带来新的环境问题。同时，新冠疫情等传染病凸显了卫生与抗微生物性能
相较于依赖传统空调的制冷方式，基于被动辐射制冷（passive radiative cooling）的热管理策略可显著节约能源并降低温室气体排放。然而，已有辐射制冷材料大多不可降解，其废弃处理可能带来新的环境问题。同时，新冠疫情等传染病凸显了卫生与抗微生物性能需求。研究人员采用简便的溶剂蒸发法，制备出一种新型分级多孔聚乳酸寡聚物（polylactic acid oligomer, PLAO）涂层，该涂层兼具辐射制冷、广谱抗微生物及可降解特性（28天降解率99.5%）。其制冷效应源于PLAO结晶形成的六方微球几何构型与纳米织构：通过多重散射提升太阳光谱（0.3–2.5 μm）反射率，并在中红外大气窗口（8–13 μm）呈现高发射率。该分级多孔PLAO涂层在AM 1.5太阳光谱辐照下可实现6.8 °C的表观降温。材料对冠状病毒（含新冠病毒）作用20分钟灭减率99.99%，对革兰氏阳性与阴性菌作用1小时灭减率99.99%，对真菌作用1小时灭减率98.4%，对多重耐药菌12小时产生0.22 cm抑制环，体现出广谱抗病毒、抗菌与抗真菌活性。
研究背景与立项逻辑
全球气候变暖与能耗增长使热应激相关疾病上升，传统空调制冷高耗能、高排放不可持续。被动辐射制冷利用紫外-可见-近红外（UV-Vis-NIR）高反射与中红外（MIR）大气窗口高发射实现近零能耗降温，但主流方案多采用不可降解聚合物或含重金属纳米颗粒，存在二次污染。后疫情时代，医疗与卫生产品还需广谱抗微生物能力。研究人员此前已开发可降解PLA/PHBV纺织体系，并发现PHB寡聚物具抗微生物性；本研究进一步以同源的聚乳酸寡聚物（PLAO）为对象，利用其低聚合度、低分子量更易结晶成微纳结构，且单位质量更多羧基端基可扰动微生物细胞内pH，力图用单一材料同时解决制冷、抗菌与环保三项需求。
主要技术方法
研究通过乳酸单体聚合调控得到液态与固态PLAO；液态PLAO经水稀释后采用双辊浸轧-干燥工艺整理PP无纺布；固态PLAO加热涂覆于玻璃、PP、PET及棉织物基底，再以溶剂处理诱导结晶形成分级多孔PLAO（HPPLAO）。光学表征采用紫外-可见-近红外分光光度计与带积分球傅里叶红外光谱测反射/发射；制冷性能在太阳模拟器（AM 1.5，1 SUN）下用热成像与热电偶测温；形貌由扫描电镜与光学轮廓仪获取；分子量以凝胶渗透色谱（GPC/SEC）分析；抗微生物评价依ASTM E2149-20、ISO 20645-2004与ISO 18184:2019测试病毒、细菌、真菌及多重耐药菌，生物安全以LD50表征。
研究结果
3.1 PLAO的结构、形貌与光谱特征
固态PLAO经乙醇等溶剂挥发后表面生成300 nm–2 μm孔道与约16 μm六方微球（PLAOHM，纳米织构约300 nm）。玻璃-HPPLAO在0.3–1.4 μm平均反射约80%，4–15 μm发射约90%；PP基底反射由30%升至约60%，大气窗口发射由20%升至约80%，证明微纳结构多重散射与厚层阻断透射共同贡献光学性能。
3.2 形貌与光谱影响因素
溶剂极性决定结晶质量：乙醇、丙酮、乙酸乙酯与PLAO极性匹配，形成不透明多孔层；DMSO难挥发、正己烷不相容则结构不完整。基底越光滑（玻璃最优）越利微球排布与反射；丙酮在PP上停留更久故反射优于乙醇。涂层厚度由0.1 mm增至0.8 mm时，棉基反射由40%升到70%，MIR发射也略增，说明厚度强化双重光学行为。
3.3 辐射制冷
在AM 1.5下，玻璃-HPPLAO下方温度较裸玻璃低6.8 °C（32.8 vs 39.6 °C），PP-HPPLAO低4.3 °C；遮阳模拟中玻璃器件与纸影温差可达14.2 °C。对比文献体系，该材料28天降解99.5%、碳排放约0.5 kg CO2 eq/kg，对大肠杆菌灭减99.99%，LD50为5000 mg/kg，在可降解性、低碳与生物安全上具优势。
3.4 PLAO广谱抗微生物性
液态PLAO数均分子量Mn约432时抗真菌率82.9%–98.4%；1%/2%水溶液对SARS-CoV-2 20分钟至1.5小时灭减99.99%，整理PP无纺布对H3N2接触2小时达99.99%，对革兰氏阴阳菌1小时99.99%。固态PLAO（Mn 644）对肺炎克雷伯菌与耐甲氧西林金黄色葡萄球菌分别形成0.27 cm与0.22 cm抑制环；表面自由能38.30 mN/m、极性分量仅1.04 mN/m，低极性降低细菌黏附，机制指向破坏生物膜、膜结构与蛋白。
讨论与结论翻译
讨论指出该工作以寡聚物晶体实现多功能一体化，但温湿度稳定性待优化；后续可调控结晶温湿度与聚合度以建立结构尺寸-反射率关系。结论部分：研究人员展示基于HPPLAO的涂层同时具备可生物降解、辐射制冷与广谱抗微生物性。制冷来自PLAOHM六方几何与纳米织构的多重散射高反射及中红外高发射，最佳制冷对应Mn 644；抗微生物通过破坏细胞膜与蛋白实现，最佳抗菌对应Mn 432。该材料较传统体系碳排降至1/40、生物安全提升200倍、降解更快，为医疗防护、遮阳帘、帐篷等场景提供绿色一站式方案。
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提炼本文创新点与潜在审稿质疑 设计可降解辐射制冷材料的后续实验 提炼本文创新点与潜在审稿质疑 设计可降解辐射制冷材料的后续实验
