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  輻射制冷（RC）通過持續反射太陽光、發射紅外光的方式實現目標介質的降溫，被認為是緩解全球變暖和集成電子發熱的有效途徑。然而，兩波段內光學性質的相互干涉限制了反射率和發射率的同步提升（> 95%），且已報道的微納光子體系在成本、可擴展性和環境穩定性方面存在嚴重不足。

  近日，四川大學高分子科學與工程學院鄧華教授團隊利用“重力誘導粒子聚集”策略，構筑了一種具有可控電介質分布狀態的穩定RC超材料。通過調控聚合物骨架中介電二氧化硅（SiO₂, 4 vol%）的面內外聚集狀態，以實現跨越兩數量級波段（0.3-25 μm）的解耦光譜響應，即太陽反射率和紅外發射率的同步優化。特定聚集條件下，聚合物微孔和電介質納米孔可完全覆蓋紫外至近紅外波段的Mie散射，而電介質聚集所誘導的后向散射至前向散射的轉變、以及自由空間中表面SiO₂的聲子增強Fr?hlich共振則顯著增強了紅外消光特性。這種設計優化了傳統三元RC體系（聚合物/電介質/孔隙）的材料變量、尺寸屬性及空間分布效應，從而在單一超材料中同時結合了~96%太陽反射率和~97%紅外發射率。正因如此，該材料在70 ℃的焦耳熱源表面可提供5-8 ℃冷卻效果，而在夏季太陽直射條件下，也支持非加熱介質低于環境約5 ℃。更重要的是，上述策略可以很輕易地擴展至其它聚合物類型，并通過光子表面構建穩定耐用的抗污和抗剝離特性，以適應大多數RC場景。

  2025年7月7日，該工作以“Dielectric Aggregation-Mediated Dual-Band Robust Optical Performance for Low-Cost Radiative Cooling”為題發表在《Advanced Materials》上（Adv. Mater. 2025, 2504150）。文章第一作者是四川大學碩士研究生熊聯虎。該研究得到國家科學技術部（重點研發計劃）的資金支持。

圖1. 電介質聚集策略的背景及概念

圖2. 光學性質的解耦優化

圖3. 超材料的擴展制造及環境穩定性

  該工作是團隊近期關于功能高分子復合材料結構設計和功能網絡調控相關研究的最新進展之一。針對傳統加工方法難以精準調控聚合物-填料形貌網絡及其界面相互作用等問題，團隊提出和發展了一系列功能高分子復合材料加工新策略，并被證實在多個功能材料領域具有廣闊的應用前景，包括濕氣誘導發電（Mater. Horiz.2025, 12, 2309-2318; Energy Environ. Sci.2023, 16, 3600; Adv. Funct. Mater.2023, 33, 2210027），輻射制冷（Adv. Mater.2025, 2504150; Nat. Commun.2023, 14, 6129），可拉伸導體（Adv. Funct. Mater.2024, 34, 2400288; SusMat.2024; 4:e204; Adv. Funct. Mater.2023, 2308799），海水淡化(Adv. Mater. Technol.2025, 10, 2401512; Small2025, 21, 2411262; Mater. Horiz.2023; J. Mater. Chem. A, 2023, 11, 7711; ACS Sustainable Chem. Eng.2023, 11, 3882)和柔性熱電/電熱裝置(Small2025, 21, 2501960; Composites Part B2023, 252, 110512; ACS Appl. Mater. Interfaces2023, 15, 10947)等。通過對功能材料進行結構設計和填料網絡調控，團隊致力于解決當今社會面臨的重大問題，助力實現“碳中和”以及可持續能源發展。

  原文鏈接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202504150