基于超构表面的温度自适应辐射冷却器件

MEMS

1个月前

该研究强调了先进材料和设计技术在提高辐射冷却技术方面的潜力，所获得的见解可能会带来更有效的热管理解决方案，有助于节约能源并实现更可持续的未来。

随着全球能源危机的加剧和气候变化的加速，寻找可持续的能源管理解决方案变得日益紧迫。被动辐射冷却通过直接向空间散发热量来冷却物体，不需要额外的能源，是一种很有前景的方法。

辐射冷却材料应具有较高的太阳反射率和发射率性能。目前已开发出多种辐射冷却材料，但它们大多具有静态辐射率。这意味着当环境温度较低时，辐射冷却材料仍然具有很强的冷却能力，从而导致“过冷”，增加了供热系统的能耗。另一方面，热致变色相变材料是动态辐射冷却的理想选择，无需电源、电路或活动部件。

据麦姆斯咨询报道，近日，北京理工大学的研究团队开发了一种基于超构表面（Metasurface）的新型温度自适应辐射冷却器件，可根据周围温度动态调整冷却特性。这一进展是建立在团队之前对二氧化钒（VO2）的研究基础之上的，VO2是一种以能够在不同热辐射状态之间切换而著称的材料。新设计采用了一种具有VO2正方形周期阵列的超构表面，通过平衡高热发射率和低太阳吸收率来提高器件的性能。以上研究成果以“Temperature-adaptive metasurface radiative cooling device with excellent emittance and low solar absorptance for dynamic thermal regulation”为题发表于Advanced Photonics期刊。