超材料織物示意圖（來源：Science）

　　基于輻射制冷的原理和形態分級的設計理念，華中科技大學陶光明團隊和浙江大學馬耀光團隊，研發了在陽光直射的室外環境下可無源使用的隨身“空調”——無源制冷光學超材料織物，以實現高效戶外個人熱管理，可為所有人降溫。相關論文近日刊登于《科學》。

　　人體熱量從皮下組織傳導到皮膚，再通過衣物向周圍環境散發熱量，從而維持動態熱平衡和相對穩定的體溫。因此，通過衣物進行個人熱管理是維持人體個性化熱舒適需求的有效方法。由于人體紅外輻射范圍與大氣透明窗口重疊，人體的熱輻射可直接通過大氣透明窗口向溫度低至3K的外太空進行輻射制冷，實現零能耗的降溫。利用人體所穿戴織物進行輻射制冷是傳統耗能熱管理技術極具潛力的替代、補充方案。

　　研究團隊將光電超材料技術與批量纖維制備技術相結合，選用綠色環保、生物可降解的聚乳酸（PLA）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，纖維強度足以利用縫紉機在商用面料上進行任意文字和形狀的繡花。在此基礎上，研究人員進一步利用紡紗織造和層壓技術，得到在太陽光波段具有92.4%反射率、在中紅外波段具有94.5%反射率的超材料織物。

　　研究人員表示，經測試，在無源輸入條件下，超材料織物可實現全天低于環境溫度2~10℃的良好制冷效果，借助大氣透明窗口增強熱量與外部寒冷空間的熱交換，并實現對整個太陽輻射波段的高效阻擋。

　　例如，研究團隊在考慮人體汗液蒸發的情況下，進行了超材料織物與棉的降溫測試，整個過程中保持連續的水分蒸發，超材料織物下的模擬皮膚相較于棉低了近4 ℃。超材料織物在陽光直射的室外環境下展現了顯著降溫效果，如同無源、輕便的隨身空調，給使用者帶來極大的涼爽舒適感。

　　研究人員表示，這項技術對多尺度的光學層級結構進行優化，有效調諧超材料織物在太陽光譜上精準的光學響應，使黑體輻射達到極限，展現了更優異的功能。同時，對隨機結構超材料的再創造并沒有提高制備難度及設備成本，可以與整個成熟紡織行業相兼容，具備零能耗、低成本、可產業化批量生產等特征，適合大規模推廣制備和產業化應用。

　　相關論文信息：https://doi.org/10.1126/science.abi5484