【产通社，11月25日讯】上海理工大学（University of Shanghai for Science and Technology, USST）官网消息，近年来，全球气候系统正经历前所未有的升温压力，《中国气候变化蓝皮书（2025）》指出中国是全球气候变化的敏感区和影响显著区，增暖速率高于同期全球平均水平，极端天气气候事件趋多、趋强。面对全球气候变暖与能源消耗激增的挑战，传统的主动冷却设备（如空调）在消耗巨量电能的同时，也加剧了城市热岛效应和温室气体排放，迫切需要更绿色、高效的替代方案。

近日，智能科技学院顾敏院士、张轶楠教授团队在光学领域知名期刊《PhotoniX》上发表题为“用于被动辐射冷却的可扩展、超薄、高选择性和高发射性的微球-聚合物耦合超表面薄膜”（Scalable, ultrathin, highly selective and emissive films by microsphere-polymer coupled metasurfaces for passive radiative cooling）的创新研究成果。智能科技学院博士生朱倩为第一作者，顾敏院士、张轶楠教授和王彤特聘副研究员为通讯作者，上海理工大学为第一单位。

据了解，被动日间辐射制冷（PDRC）技术因能在零能耗条件下将热量通过8–13 μm大气透明窗口辐射至外太空而备受关注。然而，现有被动日间辐射制冷材料在“高选择性辐射、结构超薄化与规模化制造”三者之间长期存在难以兼顾的难题——无机介电材料虽能实现高光谱选择性与发射率，却因依赖真空镀膜设备，制备复杂、成本高，可扩展性与兼容性受限；有机聚合物虽经济且易规模化生产，却因低折射率、高色散，发射光谱与大气透明窗口匹配度差，且厚度较厚。

针对这一瓶颈，研究团队创新性地提出了“微球-聚合物耦合超表面”的设计理念。其核心创新在于利用SiO?微球与PDMS基体之间的光学耦合效应，选择性地激发和抑制8–13 μm大气窗口之内和之外的米氏共振。通过精确调控微球直径和嵌入深度实现了高红外发射率（0.96）、强光谱选择性（1.50）和高太阳反射率（0.96）。在上海屋顶实测中，降温幅度最高达7.1 ℃。这种结构在确保高制冷性能的同时，兼具超薄（仅约10.5 μm）、轻质、柔性等优点。此外，其还可以卷对卷的方式实现薄膜连续化制备，具备显著的成本优势和规模化生产潜力，可广泛应用于建筑外墙、汽车车身和冷却水箱等场景。能源建模预测显示，其在建筑应用中可降低约40%的制冷能耗，每年每栋建筑可减少数吨的二氧化碳排放，为实现“双碳”目标提供了切实可行的新路径。

这项研究不仅在材料设计上展现出独特的“微球-聚合物耦合”思路，突破了高选择性辐射制冷薄膜“性能–厚度–可制造性”的三重约束，为辐射制冷从实验室走向大规模应用开辟了新范式。同时该工作得到了国家自然科学基金委员会、上海市科委等项目支持，相关技术已申请发明专利。查询进一步信息，请访问官方网站https://www.usst.edu.cn。（Robin Zhang，产通数造）    （完）