（研究者：哈爾濱工業大學特種陶瓷研究所先進結構功能材料與綠色製造技術重點實驗室Guoliang CHEN等）
日間輻射致冷（DRC）是指物體自發地以紅外線形式反射太陽光和熱輻射而致冷的效應。近幾十年來，DRC已被廣泛研究用於建築、紡織品、電氣設備等領域。現有的DRC材料主要分為光子結構和有機聚合物-電介質體系。光子結構材料高效，但製備方法複雜，成本高，極大地限制了其大規模商用。在有機聚合物中加入光學粒子（如SiO2）是實現低溫冷卻效應的有效方法；但此類材料的機械強度較差，在空間輻射、高溫、機械磨損等條件下容易磨損和失效，不能用於功率密集型設備。因此，亟需開發具有光譜選擇性和弱紅外極性振動帶性且堅固耐用的DRC無機材料。
酸激發地聚物（PGEO）是一種鋁矽酸鹽無機聚合物，具有三維網絡結構，其網絡結構中[AlO4]-四面體帶的負電荷可由[PO4]+四面體平衡。PGEO這種獨特的電荷平衡機制顯著降低了其離子極化效應，能夠將紅外消光係數穩定在合適的範圍內。
基於上述背景，哈爾濱工業大學特種陶瓷研究所Guoliang CHEN等人以磷酸與偏高嶺石為原料，開發了一種基於PGEO的DRC材料；這種廉價的懸浮塗料可簡單地噴塗、浸塗或刷塗於材料表面，形成堅固的DRC塗層。研究結果表明，該塗層在大範圍的半球形空間中表現出優異的光譜選擇性和輻射冷卻性能：平均紅外發射率(ε) ≈0.95，太陽光反射率(Rsolar) >0.90。這種良好的頻譜選擇特性使其具有良好的DRC性能；在陽光直射下，塗層表面的環境溫度下降達8.3℃。此外，該材料的機械性能優於有機聚合物DRC材料，具有更好的抗機械磨損和耐熱和光輻射的能力；這是由於PGEO具有獨特的 (-Si-O-Al-O-P-O-)網絡結構，該結構將振動強度穩定在合適的範圍內(0.2 < k < 1)，並支持多模式振動。因此，這種新型的無機DRC塗料在暴露於太陽輻射的部件（太空飛行器、建築物、通信基站等）中有著廣闊的應用前景。
該論文以「RobustInorganic Daytime Radiative Cooling Coating Based on a Phosphate Geopolymer」為題，發表於ACS Applied Materials and Interfaces 2020 (49)，https://doi.org/10.1021/acsami.0c15799。
全文連結https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acsami.0c15799。（點擊文後「閱讀原文」可轉至原文）
圖1 PGEO塗層的製備與表徵（注釋詳見原文）
圖2 PGEO塗層的形貌（注釋詳見原文）
圖3 塗層的光譜選擇性和DRC性能（注釋詳見原文）