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  制冷和供暖消耗的能源約占世界總能源消耗的一半，且在未來30年內制冷和供暖能耗預計還將分別增加83%和79%。常用的空調和集中供暖等傳統熱管理技術中，大面積的空間和無生命特征物體作為制冷/加熱對象消耗了大量能量，是一種嚴重的能源浪費，加劇了全球能源和生態危機。采用綠色可持續的制冷/加熱等熱管理技術對于緩解能源危機和減少溫室氣體排放至關重要。輻射熱管理，特別是不需要額外能量輸入的被動輻射制冷和被動輻射加熱，近幾年受到學術界和工業界的廣泛關注。被動輻射制冷通過大氣窗口（波長8-13 μm）將地表熱輻射傳輸到寒冷外層空間（~ 3 K），而對于全時段（尤其白天）被動輻射制冷材料而言，大氣窗口內的高發射率和太陽光譜內（波長0.3-2.5 μm）的高反射率是實現有效輻射制冷性能的關鍵。另外，被動輻射加熱通常基于低紅外發射（高紅外反射）材料反射人體或建筑等發射的熱輻射來減少熱損耗，實現零能耗的被動輻射加熱。被動輻射制冷/加熱材料已經取得很多重要進展，但是目前的被動輻射熱管理材料設計通常是靜態的，不適于動態的季節和天氣變化，會在寒冷的冬天造成不必要的制冷或在炎熱的夏天導致多余的加熱效果。因此，模式動態可切換的雙模式（制冷/加熱）被動輻射熱管理材料是實現高效全時段被動輻射制冷/加熱亟待解決的關鍵問題。

圖2.雙模式薄膜制冷側和加熱側的形貌和紫外-紅外吸收率/發射率

圖3. 雙模薄膜的被動輻射制冷性能

圖4.雙模式薄膜的被動輻射加熱性能

  作者將雙模式薄膜的制冷側和加熱側分別覆蓋在汽車和房屋模型上，研究了室外雙模式薄膜在實物上的實際制冷和加熱能力。結果表明，在太陽輻照度為600 W/m²時，制冷側面覆蓋的汽車內部平均溫度為17.2℃，明顯低于裸車（29.0℃），顯示了薄膜的實際制冷能力。制冷側覆蓋的房屋模型內部平均溫度為13.9℃，而裸房模型的內部平均溫度為18.4℃，同時，被加熱面覆蓋的房屋模型內部溫度為31.3℃，雙模式薄膜可同時實現4.5℃的制冷能力和12.9℃的加熱能力。以上實驗結果表明，通過翻轉雙模式薄膜可實現輻射制冷和加熱模式的動態轉換，在空間/個人/建筑制冷和加熱等實際熱管理場景中具有很大的應用潛力。

  原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsnano.2c07293