高效辐射冷却与自清洁功能复合涂层织物的制备及其性能研究

这篇研究创新性地通过刮涂工艺制备了聚偏氟乙烯(PVDF)/热塑性聚氨酯(TPU)/纳米二氧化硅(SiO2)复合涂层织物，实现了89%的可见光反射率和97.5%的中红外辐射效率，使织物表面温度降低11.7°C，净辐射冷却功率达～120 W/m2。该材料同时具备155°超疏水角（滚动角<10°）的自清洁功能，为应对全球变暖的智能纺织品开发提供了突破性解决方案。

　　

Highlight

本研究通过聚偏氟乙烯(PVDF)、热塑性聚氨酯(TPU)和纳米二氧化硅(SiO₂)的复合，开发出兼具高效辐射冷却与自清洁功能的涂层织物。优化后的配方(TPU:PVDF=1:1)在可见光波段反射率达89%，中红外辐射效率高达97.5%，实现13.1°C的最大降温效果。

材料表面形貌分析

扫描电镜(SEM)显示，当TPU/PVDF比例为1:1时，涂层形成独特的"鹅卵石-凹槽"结构（图3d），这种微纳米分级结构显著提升超疏水性，接触角达155±1°，滚动角<10°。二氧化硅纳米颗粒的加入进一步增强了8-13μm大气窗口波段的红外辐射能力。

光学性能突破

傅里叶红外光谱(FTIR)证实，PVDF中C-H/C-F键的弯曲振动（7.1μm/8.5μm/11.4μm）与TPU中C=O/C-O-C键的不对称伸缩（5.8μm/9.0μm）产生协同效应，使材料在关键波段发射率>95%（图5b）。

实际应用验证

户外测试显示，该织物在正午阳光下可比环境温度低11.7°C，夜间持续降温达8.3°C。经500次弯曲摩擦后仍保持90%以上的光学性能，突破传统辐射材料耐久性差的瓶颈。

Conclusion

这种多功能涂层织物将被动辐射冷却(PDRC)技术与超疏水特性完美结合，为智能帐篷、防护服装等热管理应用提供创新解决方案，同时减少空调能耗与碳排放。

（注：翻译严格保留PVDF、TPU、SiO₂等专业术语的英文缩写及上下标格式，采用"鹅卵石-凹槽"等形象化描述增强可读性，并省略原文中的文献引用标记[ ]和图示标记Fig.）