超材料织物示意图。

超材料织物与棉对人体表面降温效果对比试验

( a) 散热对比试验人体表面照片； (b) 人体表面降温对比测试的红外图像（左侧为棉花，右侧为超材料织物）。

7月11日，记者从华中科技大学获悉，该校陶光明团队与多家科研院所跨学科创新，突破发展形态层次结构，可备大批量 光学超材料面料（简称超材料面料），与白棉面料相比，可使人体表面降温近5℃，具有优异的耐磨性，与整个纺织行业兼容，适用于大批量生产。宣传和准备。工业应用。

该团队基于辐射制冷原理和形态分类的设计理念，提出了一种具有形态层次结构的超材料织物。根据织物的空间结构、纤维结构和纤维的纳米结构，可以在不同的空间和尺度上进行分类，形成宏观有序、微观随机的形态分级体系。根据这种结构设计，将太阳辐射波段到中红外波段（0.3-25μm）的光谱分为三段，分别分配到超材料织物中不同的响应水平，最后是紫外、可见光-实现了近红外和中红外波段。对宽频谱的精准控制，可有效避免不同频段频谱的串扰，优化频谱响应效率。

研究团队将光学超材料技术与批量纤维制备技术相结合，选择绿色、环保、可生物降解的聚乳酸作为纤维原料，获得均匀连续的超材料纤维。在此基础上，进一步采用纺丝、织造和层压技术，得到的超材料织物在太阳光波段（0.3-2.5μm）具有92.4%的反射率，在中红外波段（8-13μm）具有94.5%的发射率，并具有低成本、环保、产业化等优势。

经过严格测试，在被动条件下，超材料织物全天可以达到低于环境温度2-10°C的良好降温效果。借助大气透明窗（8-13μm），加强了热量与外部冷空间的热交换，有效阻挡了整个太阳辐射带（0.3-2.5μm）。

在中午的模拟人体皮肤测试中，与同色商品面料（棉、氨纶、雪纺、麻）相比，超材料面料下的模拟皮肤温度可低5-7℃。在汽车模型的散热测试中，超材料织物覆盖的模型内部温度与商用车罩相比可降低27°C，与未使用超材料织物的模型相比可降低30°C。织物覆盖。

研究成果以“Passive Cooling Optical Superfabric Used for Scalable Daytime Passive Radiant Cooling”为题发表在Science杂志上。论文第一作者为华中科技大学武汉光电国家研究中心硕士生曾绍宁和浙江大学光电科学与工程学院博士生卞思杰。论文通讯作者为浙江大学光电科学与工程学院陶光明教授和马耀光教授。项目合作方还包括山东赛东新能源科技有限公司、武汉纺织大学、青岛大学、中国纺织科学研究院有限公司。研究工作得到了国家自然科学基金的资助。

据科技日报报道

文章来源：《材料研究学报》 网址: http://www.clyjxbzz.cn/zonghexinwen/2021/0714/1520.html