在當今追求可持續能源解決方案的背景下，光作為一種強大且可持續的資源，其高效利用對多種光中心技術至關重要。超白色材料因其獨特的光相互作用能力而備受關注，尤其在熱管理（如輻射冷卻）領域。然而，由于缺乏有效且可擴展的微納結構調控方法，實現具有極端光學性能的材料仍是一大挑戰。傳統無機顆粒材料如二氧化鈦、氧化鋁等雖廣泛應用，卻存在生物安全性問題和納米顆粒二次污染的潛在風險，且其太陽反射率通常低于0.9，無法滿足理論極限要求。纖維素作為一種可持續、生物相容性高的材料，因其可調控的納米/微米結構和機械強度而成為理想候選者，但其低折射率（1.56）限制了光散射效率，難以實現超白性能。
近日，南京林業大學蔡晨陽副教授、丁春香博士提出了一種簡單的自上而下策略——可編程球磨法，利用可持續纖維素在無溶劑結構重建過程中開發出可擴展的超白色光子材料。通過不同表面活性劑的輔助，纖維素在剪切/沖擊變形和重組過程中形成了一系列特殊結構（如晶體狀、顆粒狀、片狀等），稱為異質結構纖維素光子材料（HCPM）。該材料在可見光區實現了高達99.3%的太陽反射率，這是低折射率材料中前所未有的成就。研究還提出了各向異性散射機制解釋這一現象，并結合中紅外區0.978的高發射率，實現了白天6°C的輻射冷卻效率。此外，HCPM還可作為改性劑，用于調控織物、氣凝膠和涂料的光學結構，為能源與環境領域的光學超材料規模化生產提供了通用策略。相關論文以“Bioinspired Superwhite Cellulose Photonic Materials with Anisotropic Diffusion Scattering for Passive Radiative Cooling”為題，發表在Advanced Functional Materials 上。
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