7 月 12 日訊息從華中科技大學官網獲悉，7 月 9 日，《科學》雜誌線上發表了武漢光電國家研究中心陶光明研究小組和浙江大學光電科學與工程學院馬耀光研究小組合作的題為“Hierarchical-morphology metafabric for scalable passive daytime radiative cooling”的研究論文。此研究突破性地研發了一種具有形態分級結構 (Hierarchical-morphology structure)、可大批量製備的光學超材料織物 (Metafabric)，具有優異的日間輻射製冷能力，對實現高效的戶外個人熱管理具有重要意義。

瞭解到，輻射製冷技術旨在通過光譜調控，使地表物體在 8-13 μm 的大氣透明視窗（Atmospheric Transparent Spectral Window, ATSW）將熱量高效輻射到溫度接近絕對零度的外太空中，從而實現零能耗的無源製冷

陶光明團隊和馬耀光團隊在輻射製冷織物研究領域取得重要進展，提出了一種形態分級結構的光學隨機超材料織物（Metafabric），其根據織物空間結構、纖維結構以及纖維內部微納結構進行分級，不同的級次分別響應不同波段，優化了光譜響應的效率，同時有效避免了不同波段光譜的串擾，從而實現了對整個 0.3 -25 μm 波段範圍的高效的光譜調控。研究團隊將光學超材料技術與批量纖維製備技術相結合，選用綠色環保、生物可降解的聚乳酸為纖維原料，引入特定波段光學新特性，獲得了均勻連續的超材料纖維。在此基礎上，進一步利用成熟紡紗織造和層壓技術，製備的 Metafabric 在太陽輻射波段（0.3-2.5 μm）具有 92.4% 反射率，在中紅外大氣視窗波段（8-13 μm）具有 94.5% 發射率。Metafabric 可實現全天低於環境溫度的日夜輻射製冷；在正午時段的模擬人體面板測試中（廣州，2020 年 11 月 28 日），相較於同色的商用織物（棉、氨綸、雪紡、麻），Metafabric 下的模擬面板溫度可低 5-7 °C

▲ 圖 Metafabric 與棉對人體體表降溫對比測試。(a) 人體體表降溫測試照片；(b) 人體體表降溫對比測試紅外圖（左邊為棉，右邊為 Metafabric）

本研究論文的第一作者是武漢光電國家研究中心碩士生曾少寧、浙江大學光電科學與工程學院博士生片思傑。陶光明和馬耀光為共同通訊作者。該專案合作單位還包括山東賽動新能源科技有限公司、武漢紡織大學、青島大學、中國紡織科學研究院有限公司，該研究工作得到了國家自然科學基金委員會的經費支援。