2022年政府间气候变化专门委员会（IPCC）第六次评估报告中明确表示：如要避免加剧全球气候变化，人为温室气体排放必须尽快达到峰值，并在本世纪下半叶通过减排达到中和。据美国能源部最新报告显示：建筑能耗是影响全球气候变化的主要因素之一，其二氧化碳排放占到全球总排放的10%，电力消耗也占到30%，而这其中约一半是源自于建筑物的制冷和供暖需求。为此，我国住房和城乡建设部于2022年3月发布《“十四五”建筑节能与绿色建筑发展规划》文件，旨在全面推广超低能耗建筑，鼓励新建建筑执行超低能耗建筑、近零能耗建筑标准。然而，实现建筑净零脱碳所面临的规模性和复杂性的挑战前所未有，因此更加需要学科间跨界交融，并寻找革故鼎新的解决方案。

  面对这一问题，南京工业大学材料科学与工程学院张军教授团队在《ACS Applied Materials & Interfaces》上面发表了题为“Hierarchical-Morphology Metal/Polymer Heterostructure for Scalable Multimodal Thermal Management”的论文。该工作将辐射降温技术与选择性吸收供暖技术结合，制备了一种双面双功能的叶片来取代传统的百叶窗叶片。炎热气候，该装置高反射太阳光使吸热量最小化，并对外辐射长波红外使散热量最大化，实现自动降温的效果。温暖气候，该装置切换到透过模式，为建筑提供直接的太阳光热增益和自然照明。寒冷气候，该装置切换到供暖模式，该模式最大限度地实现光-热转换，并降低长波红外辐射以减少热量损失，实现自动供暖的效果。因而，该装置具有制冷、自然照明和供暖模式，并能在相应气候下通过转动叶片转换模式，为建筑物提供了可无源使用的“HAVC”，以实现建筑物的净零脱碳。

  该工作主要由南京工业大学材料科学与工程学院博士生杨张滨完成，硕士生贾宇参与了部分研究工作。

本文要点：

图1 辐射降温材料设计思路

图2 辐射降温材料性能

图5 多模态热管理装置节能效果

  原文信息与链接：Yang, Z.; Jia, Y.; Zhang, J., Hierarchical-Morphology Metal/Polymer Heterostructure for Scalable Multimodal Thermal Management. ACS Applied Materials & Interfaces 2022, 2c03513. 

  https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.2c03513

作者简介

  第一作者：杨张滨，江苏如皋人，南京工业大学材料科学与工程学院2020级博士研究生。2018年在南京工业大学取得学士学位，同年免试推荐到张军教授课题组攻读硕士学位，并于2020年提前攻读博士学位，师从张军教授。主要从事辐射降温和选择性吸收材料的设计制备及机理研究。作为项目负责人主持一项江苏省创新实际项目（KYCX21_1106）。在ACS Appl Mater Interfaces、Compos Part B-Eng、Compos Sci Technol和Sol Energy Mater Sol C等期刊以第一作者身份发表SCI论文7篇，取得一项国家授权发明专利。相关研究工作获得Cell Press主办的“Net Zero Beyond Pathways to Decarbonization”会议最佳墙报奖。