“跨越近两个数量级调控辐射制冷材料的阳光反射率与红外发射率本就是一件极具挑战性的事情 ， 我们期望材料在维持这两个光学性能的同时 ， 还具有高导热率 ， 这就需要苛刻的光—热协同设计 ， 对材料的筛选及其结构设计提出了极高的要求 。 ”黄兴溢说 。
据介绍 ， 研究人员还进行了计算机模拟辅助的材料筛选与设计、大规模材料制备及其微观结构表征、72小时辐射制冷实验、户外期间热管理实验以及有关材料实际应用性能的一些测试 ， 如户外老化、绝缘性、耐热性、阻燃性等 。
上海交通大学电子信息与电气工程学院副院长尹毅评价道 ， 该研究通过计算机模拟辅助 ， 设计、制备了具有高导热率的辐射制冷绝缘材料 ， 打破了传统辐射制冷材料实现高阳光反射率与高导热率的制约 ， 极大拓展了辐射制冷材料的应用领域 ， 为进一步推动辐射制冷技术在户外电力设备、电子器件中的热管理应用做出了开创性贡献 。
进一步拓宽应用场景
据黄兴溢介绍 ， 目前 ， 他们已经在实验室制备出数米长的材料 。 此外 ， 该材料制备工艺简单 ， 不需要对现有工业化设备进行任何改造 ， 就可以进行大规模加工制备 。
“对于产业化开发 ， 该材料目前还需解决美学方面的问题 ， 当然 ， 这也是目前所有辐射制冷材料的通病 。 ”黄兴溢表示 ， 为了最大限度地反射阳光热量 ， 材料通常为纯白色 ， 任何色彩的引入 ， 都将牺牲一部分制冷性能 ， 如何能在不牺牲制冷性能的同时使材料具有五彩斑斓的颜色 ， 不仅是产业化开发 ， 也是目前科学研究需要解决的难题 。
此外 ， 黄兴溢指出 ， 该材料所用h-BN填料的单价仍然较高 。 不过 ， 该填料有效提升了辐射制冷材料的各项性能 ， 拓宽了其应用场景 ， 也极大提升了辐射制冷材料的附加值 。
“与现有的辐射制冷材料相比 ， 新材料最大的优势是具有高导热率 ， 使其不仅可以用于制冷应用场景 ， 还可应用于户外电力装备、电子器件的高效热管理 ， 这是传统辐射制冷材料难以实现的 。 ”黄兴溢说 ， “其次 ， 该材料还具有超高的阳光反射率、易规模化加工、填料含量低等优势 ， 有利于提升材料性能、降低成本 。 ”
据介绍 ， 这种新材料不仅适用于传统辐射制冷材料的应用场景 ， 如大型会展中心、粮仓、冷链物流等 ， 还可以用于户外电力设备、电子器件的热管理 ， 如5G基站、变压器、数据中心等 ， 并有效提升器件性能、延长其使用寿命 ， 甚至还可能作为航天器的热控薄膜使用 。