热辐射研究生学术论坛第十九期成功举办

2024年7月27日晚上七点，第十九期热辐射研究生学术论坛以线上会议的形式顺利召开。会议由河北工业大学张权老师主持，哈尔滨工业大学蒲积宏、香港理工大学龚权和芝加哥大学隋忱汐三名同学依次进行学术报告，并由南京理工大学范德松老师和中国科学院上海硅酸盐研究所曹逊老师对报告做出点评。

会议伊始，蒲积宏同学报告了植物染料衍生的双模式光谱调控窗的相关内容。动态变色窗响应室外环境变化而自适应地调整太阳辐射透过率，为建筑低能耗运行提供一种智能化解决方案。当前的动态变色窗大多衍生于动态变色材料，虽具备自适应调谐功能，但同时也受制于动态材料固有的低调控能力、高雾度、低透光率等缺陷。为实现窗户的高性能、高精度光谱调控，本研究摒弃动态变色材料，使用静态材料，结合特殊的窗体结构设计实现双模式动态光谱调控。首先，本研究基于自然界中广泛存在的叶绿素染料，结合过渡金属离子的光谱选择特性，开发出高效光热解耦（光热比LSG超过2.0）的绿色静态光谱调控材料；其次，本研究进一步设计翻转变色窗体结构，赋予窗户双模式切换功能。基于静态材料和翻转结构的双模式光谱调控窗太阳辐射调控能力高达DTsol = 61%，透光模式下可见光透过率为91%，遮阳状态下可见光透过率为56%，雾度低于1%，显色指数高于80，且可在1000次循环测试后仍然保持稳定的光学特性。本研究提出的窗户不同于当前阶段的智能窗设计优化思路，从结构设计角度出发开发新型光学调控策略，有望为窗户光谱调控的技术提供新路径。

随后，龚权同学汇报了太阳能光热与辐射致冷耦合驱动的全天空气取水的相关内容。自适应的日间辐射冷却（RC）涂层可根据需要调整冷却能力，是一种先进的零能耗城市建筑冷却技术。目前，自适应RC涂层的研究主要集中在温度驱动机制上，其发展受制于有限的相变材料选择。为了拓展自适应RC涂层的研究，本文率先提出了太阳能驱动的自适应辐射冷却（SARC）涂层，它可以根据太阳辐照强度调节冷却能力。为实现这一目标，本研究创新性地引入了碳点，即PEI/Poly(St-co-BA)@CDs 作为光致发光材料，能将吸收的太阳能转化为光能。基于这种聚合物基的碳点，我们设计了智能冷却珠，使其表面具有亲水性，更容易溶解在水溶液中。此外，通过将碳点均匀地分布在智能冷却珠表面，使其获得了更高的量子产率（33.6%）。以水溶液SARC屋顶涂层为例说明，在强太阳辐射下，开发的SARC 涂层的有效太阳反射率从92.5 % 提高到95 %。此外，自适应冷却性能（比静态涂层低1.5 K 至3.2 K）随太阳辐射强度的变化而变化，证明了冷却效率的提高。这些发现验证了我们基于碳量子开发的SARC涂层的策略是简单、环保和可扩展的，并且碳点的成功引入有望在未来为彩色辐射制冷涂层的发展提供新路径。

最后，隋忱汐同学对光子设计智能纺织品用于个人热管理进行了汇报。辐射冷却纺织品类似于高科技衣物，即使在外界炎热的情况下，也能帮助保持凉爽。然而，在城市中，由于建筑物和铺设路面较多，这些特殊衣物的效果不佳，因为它们会吸收来自太阳和周围表面的热量。我们开发了一种名为光谱选择性分层织物（SSHF）的特殊面料，具有出色的降温效果。该面料设计通过与地球自然冷却过程最佳匹配的方式散热。这种面料特别善于反射阳光，帮助保持更低的温度。在模拟户外城市环境中测试时，与普通降温织物相比，它白天能低约2.3°C，夜间低约0.2°C。除了降温能力外，这种纺织品还具有良好的穿戴性、透气性、可洗性和强大的机械性能。我们还开发了一个超级智能版本的这种面料，能够根据不同情况进行调整。它由根据出汗量开合的襟翼组成。这些襟翼有助于空气流动和汗液蒸发，同时控制身体的散热，从而在活动或天气变化时更加有效地保持舒适。总的来说，这些新型面料在无需大量能量的情况下使人们保持凉爽方面迈出了重要一步。它们就像智能衣物，与身体协同工作，无论在何种情况下都感到舒适。开发光子工程智能纺织品至关重要，原因如下。这些纺织品可以通过有效调节体温帮助个人在炎热和寒冷的环境中保持舒适。这不仅可以防止极端温度相关的健康问题，还通过减少对空调和供暖系统的依赖来节约能源。此外，这些纺织品在缓解城市热岛效应方面也能发挥重要作用，从而减少温室气体排放，促进可持续发展。

会议期间，学生们积极踊跃地发言，勇敢地提出自己的想法和建议。老师们也认真地分享知识，互相启迪。思维的火花在碰撞中迸发，为科研注入了新的力量。与以往单调乏味的学术汇报不同，线上学术交流的方式让学生们更加坦诚直率，没有了局促不安的感觉，他们大胆地展现自己的创新思维，与老师们近距离交流，让大家的视野不再局限于个人，产生了更多的启迪和想法。

在热烈的讨论中，本次论坛圆满结束。会议期间，大家积极发言的言论令人难以忘怀，而良师们的点评更是给人留下深刻的印象。这种跨越距离的学术交流活动汇聚了科研学子们，让大家深深感受到了我国青年学子们勤勉好学的科研热情以及老师们孜孜不倦的育人精神，令人获益匪浅。此次会议聚焦热能转换，热系统管理等工程热物理领域的关键科学问题，深入探讨热辐射领域的学术前沿及技术应用，对促进能源高效利用，催生新技术和新模式具有重要意义。

2024年第八期热辐射研究生学术论坛也在筹备当中，欢迎感兴趣的学生报名参加！

报名方式：

请以邮件的形式将报告题目、中文摘要以及报告人信息（姓名、单位、硕士/博士、免冠照、指导老师）发送至邮箱thermalradiation@163.com，邮件主题请按照格式“单位+姓名”书写。初选通过之后，将发邮件确认。