中央大学研究团队开发出气候适应型温度调节薄膜材料

by Hwang Seoyul

Published 21 Oct.2023 08:00(KST)

中央大学研究团队开发出一种能够根据温度变化在冷却与加热之间自由切换的气候自适应薄膜材料。

左为中央大学尖端材料工学科教授 Yoo Youngjae，右为韩国化学研究院博士 Kim Yongseok。照片由中央大学提供

中央大学21日表示，由先进材料工学科教授 Yoo Youngjae 研究团队与韩国化学研究院博士 Kim Yongseok 研究团队通过共同研究，开发出“具有冷却·加热特性可转换并可用于热电发电的被动辐射传热薄膜材料”。

被动辐射冷却是一种利用所有物体都会自发发射电磁辐射这一原理，通过让热量向外辐射并反射太阳光，在无需外部电源供应的情况下降低表面温度的技术。这是一种无需额外能源供给却能产生节能效果的技术。

此前，在需要冷却的白天或太阳光照强烈的夏季，由于太阳辐射能会抵消物体向外发射的热辐射，因此难以获得理想效果。尽管许多研究团队利用无机物、光子晶体、高分子等开发相关材料，但由于结构复杂、柔性不足以及性能衰减等局限，被普遍认为难以实现商业化。

上个月，Yoo Youngjae 教授与 Kim Yongseok 博士研究团队的共同研究论文被选为《Journal of Energy Chemistry》封面论文。照片由中央大学提供

联合研究团队利用随温度变化而变色的热致变色颜料和中空颗粒制成薄膜，解决了这一问题。该新型薄膜材料在温度较低时吸收太阳热并抑制中红外辐射的发射，而在温度较高时则产生辐射冷却效应，使自身温度低于周围环境。通过对结构进行调控，使其根据外部气候条件具备主动且高效的光学特性，从而证明即便在夏季也能发挥足够的冷却性能，实现用户定制化的温度调节。

新开发的薄膜在寒冷天气中同样展现出显著效果。预计在与利用薄膜与周围环境温差发电的热电发电机结合使用时，可大幅提升能源管理效率。

本次研究在产业通商资源部主持的“产业联动型低碳工艺转型核心技术开发项目”的支持下开展。相关成果论文被收录于应用化学领域被引频次指数（Impact Factor）为13.1、位列前2.1%的国际学术期刊《Journal of Energy Chemistry》，并于上月被选为封面论文。