来源 | Advanced Functional Materials，高分子科学前沿

链接 | https://doi.org/10.1002/adfm.202516888

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背景介绍

近年来，随着城市化进程加快和人口聚集，全球能源消耗持续攀升，建筑能耗中高达40%用于采暖、通风和空调系统，开发节能建材已成为缓解能源短缺与气候变化的关键。传统辐射冷却材料虽在白天表现出良好的降温效果，但夜间常因高红外发射率导致过度冷却，仅依靠隔热功能难以根本解决该问题。此外，现有隔热冷却材料的制备多依赖超临界干燥或冷冻干燥等复杂工艺，难以实现大规模生产，制约了其实际应用。

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成果掠影

近日，四川大学杨伟教授、杨洁副研究员研究团队成功开发出一种基于常温干燥技术的相变功能化隔热材料，兼具优异的潜热储存/释放能力和温度自适应调节性能。该材料通过引入相变微胶囊（PCMCs）与纤维素纳米纤丝（CNFs）构建的多孔结构，在白天通过高太阳反射率和红外发射实现降温，夜间则通过相变释放潜热减缓过冷现象。实地测试表明，该材料白天最大降温可达19°C，夜间还可升温约2.6°C，显著平抑室内温度波动，为建筑节能提供了全新解决方案。论文以“Ambient-Dried Phase-Change Functionalized Thermal Insulation Materials with Latent Heat Charging/Discharging Capacities and Superior Temperature-Adaptive Thermal Regulation Performance”为题，发表《Advanced Functional Materials》。

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图文导读

图1. a) 空气、传统辐射冷却（RC）材料和理想化温度自适应热调控材料的理论昼夜温度变化趋势。 b) 相变隔热材料的热隔离机制。 c) 相变功能化隔热材料在节能建筑中实现全天温度自适应调控的示意图。 

图2. a) CNF气凝胶和相变隔热材料的制备流程示意图。 b) CNFs上羧基与Ca²⁺相互作用的示意图。 c) 有无Ca²⁺交联的CNF气凝胶的FT-IR光谱。 d) M10的DSC升温和冷却曲线。 e) 常压干燥前和 f) 后的M10多形状样品照片。 g) 长度为18 cm的大尺寸M10样品。 h) M10的截面SEM图像。 i) 相变隔热纤维的数码照片和 j) 截面SEM图像。 

图3. a) 收缩率，b) 密度，c) 孔隙率统计图。 d) M10站立在叶片上的照片。 e) M10支撑1220倍自重的照片。 f) 应力-应变曲线和 g) 压缩模量（实线为平行方向，虚线为垂直方向）。 h) 水滴在CNF和M10表面的润湿行为。 i) 水滴在疏水M10表面滚落。 j) 疏水改性后的水接触角图像及统计结果。 

图4. a) 相变焓和 b) 热导率。 c) CNF、M10和商业泡沫在50°C加热和自然冷却下的温度变化曲线。 d) 红外热图像和 e) 中心温度随时间变化（60°C热台）。 f) 相变隔热材料红外隐身机制示意图。 g) 手部覆盖CNF和M10的红外图像。 h) M10覆盖陶瓷加热板时的可见光与红外图像。 

图5. a) 太阳反射光谱，b) 加权太阳反射率，c) 选择性发射率光谱。 d) 户外实测温度曲线（成都，2025年3月25–26日）。 e) 建筑模型实验装置示意图。 f) 白天和 g) 夜间与空白模型的温差。 h) 商业泡沫、M10-C和M10的昼夜温度变化。 i) 与舒适温度（25°C）的最大温差对比。 

图6. a) 白天最大温降与 b) 夜间与环境温差的最大值，与文献报道的隔热冷却材料对比。