随着全球能源危机加剧和气候变化加速，寻找可持续的能源管理解决方案变得日益紧迫。作为一种富有前景的方法，被动辐射冷却技术允许物体通过直接向太空散发热量来进行冷却，而不需要额外的能源。
（图片来源：北京理工大学）
辐射冷却材料应具有较高的太阳反射和辐射性能。目前人们已开发出多种辐射冷却材料，但大多具有静态辐射率。这意味着当环境温度较低时，这些辐射冷却材料仍具有很强的冷却能力，从而导致“过度冷却”，增加加热系统能耗。另一方面，热致变色相变材料是动态辐射冷却的理想选择，无需使用电源、电路或移动部件。
据外媒报道，最近，北京理工大学的研究人员开发出新型温度自适应辐射冷却装置，可以根据周围的温度来动态调整其冷却性能。
这项进展基于之前对二氧化钒（VO 2）的研究，这种材料具有在不同热辐射状态之间切换的卓越能力。新设计的特点是超表面具有周期性排列的VO2块，可以平衡高热辐射率和低太阳能吸收率，从而提高设备性能。
这种新设备名为温度自适应超表面辐射冷却装置（ATMRD），与以前的设计相比有明显改进。其太阳能吸收率只有27.71%（比以前的型号低7.54%），在高温下的辐射率为0.85（比以前的型号高13.3%）。此外，其调节辐射率的能力比以往设备高20%，因此在管理温度变化方面更有效。
首席研究员李静波教授表示：“通过整合温度自适应超表面与二氧化矾，我们可以明显提升辐射冷却技术的效率。这种新设备不仅可以减少太阳能吸收率，而且提高了热辐射率，从而解决了关键的过度冷却问题。这一进展有望大幅优化能源使用和促进可持续热管理解决方案发展。”
这项研究阐明上层结构几何参数对器件性能的影响，并揭示了通过上层结构激发的多重共振来增强热辐射性能的机理。该研究为设计和开发VO2上层结构功能器件提供了有价值的理论和实践参考，有望对热管理和可再生能源领域产生重大影响。
这些见解突显了先进材料和设计技术在增强辐射冷却技术方面的潜力，有助于实现更有效的热管理解决方案，以节约能源并实现更可持续的未来。
