氣凝膠是最有前途的隔熱材料之一，是指一類納米多孔材料，其中濕凝膠中的液體被空氣取代，原有的三維交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)保持不變，收縮有限。其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)賦予氣凝膠高比表面積、極高孔隙率、超低密度、低導(dǎo)熱性等顯著特性，使得氣凝膠在氣凝膠領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。其中，二氧化硅氣凝膠(SA)是最具吸引力的氣凝膠，其骨架是由二氧化硅納米粒子組成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。然而，當(dāng)二氧化硅氣凝膠用于熱管理時(shí)，隔熱始終是唯一的考慮因素。
在此,中國科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所王錦&李清文等人揭示了在不同環(huán)境中具有被動隔熱、被動加熱或被動冷卻（PRC）的二氧化硅氣凝膠的按需熱管理(ODTM)。二氧化硅氣凝膠的 ODTM行為可以通過它們的光學(xué)特性變化(例如太陽光透明度和紅外發(fā)射率)簡單地實(shí)現(xiàn)，這些變化可以通過構(gòu)建塊的微觀結(jié)構(gòu)和表面組成設(shè)計(jì)來控制。傳統(tǒng)的透明二氧化硅氣凝膠實(shí)現(xiàn)了白天比環(huán)境溫度高25 °C的強(qiáng)勁太陽能加熱和夜間7 °C的低于環(huán)境溫度的冷卻。通過改變其太陽能透射率和紅外發(fā)射率，可以實(shí)現(xiàn)白天低于環(huán)境溫度 5°C 和寒冷夜晚較暖的狀態(tài)。指導(dǎo)全面了解二氧化硅氣凝膠的熱管理行為，并通過調(diào)整二氧化硅氣凝膠的光學(xué)和導(dǎo)熱性能導(dǎo)致二氧化硅氣凝膠的ODTM應(yīng)用。該研究以題為“Optical Design of Silica Aerogels for On-Demand Thermal Management”的論文發(fā)表在《Advanced Functional Materials》上。
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