仪器表征，科学家开发了基于光致发光的可持续辐射冷却气凝胶！

【科学背景】

在面对日益严峻的全球气候变化挑战时，被动辐射冷却作为一种潜在的可持续热管理策略备受关注。然而，传统的石油化学衍生冷却材料往往面临太阳光吸收导致效率低下的问题。

为应对这一挑战，四川大学赵海波教授、王玉忠院士等人合作提出了一种内在荧光生物质气凝胶。这种气凝胶通过DNA和明胶在有序分层结构中的聚集，利用荧光和磷光效应实现了在可见光区域超过100%的太阳加权反射率。

这一创新不仅使其在高太阳辐照下能够显著降低环境温度达16.0°C，还通过水焊接方法实现了高效大规模生产，展现出卓越的修复性、可回收性和生物降解性。这种生物质荧光材料为设计下一代可持续冷却材料提供了新的科学工具和技术路径，为应对全球气候变化提供了创新的解决方案。

【科学图文】

图1： 本征光致发光生物质气凝胶板示意图。

图2. GE-DNA气凝胶的结构和形貌。

图3.  GE-DNA 气凝胶的可修复性、可回收性和生物降解性。

图4. GE-DNA气凝胶的冷却机理和性能。

【科学结论】

本文开发了一种基于荧光诱导的生物质辐射冷却策略，通过利用DNA和明胶（GE）的协同效应，在可见光区域实现超过100%的太阳加权反射率。这一创新通过有序分层的气凝胶结构，不仅有效地抑制了紫外光的吸收，还优化了在可见光范围内的反射性能，从而显著提升了材料在白天辐射冷却中的效率。实验结果展示，该生物质气凝胶能够在高太阳辐照下将环境温度降低16.0°C，彰显了其在温控领域的潜力。

此外，通过水辅助制备技术的可伸缩生产，使得气凝胶能够大规模制备，且保持了结构的各向异性，确保了光学性能的均匀性和稳定性。重要的是，这种材料完全由生物质原料制成，具备高修复性、可回收性和生物降解性，能够在整个使用寿命内避免对环境的负面影响。这一科学启迪为未来能效高、环境友好的新型材料设计提供了重要的参考，有望在全球应对气候变化和能源危机中发挥关键作用。

文献信息：Jian-Wen Ma et al. ,A photoluminescent hydrogen-bonded biomass aerogel for sustainable radiative cooling.Science385,68-74(2024).DOI:10.1126/science.adn5694

https://www.science.org/doi/10.1126/science.adn5694