陶光明團隊和馬耀光團隊基于輻射制冷的原理和形態(tài)分級的設(shè)計理念,聚焦與人們?nèi)粘I钭蠲芮胁豢煞指畹姆b,研發(fā)了在陽光直射的室外環(huán)境下可無源使用的隨身“空調(diào)”——無源制冷光學超材料織物。無源制冷光學超材料織物具有分級形態(tài)結(jié)構(gòu),根據(jù)織物空間結(jié)構(gòu)、纖維結(jié)構(gòu)、以及纖維內(nèi)部納米結(jié)構(gòu),在不同的空間、不同的尺度上進行分級,形成了一種宏觀有序,微觀隨機的形態(tài)學分級體系。研究團隊將光電超材料技術(shù)與批量纖維制備技術(shù)相結(jié)合,選用綠色環(huán)保、生物可降解的聚乳酸(PLA)為纖維原料,引入特定波段光學新特性,獲得了均勻連續(xù)的超材料纖維,同時纖維強度足以利用縫紉機在商用面料上進行任意文字和形狀的繡花。通過人體皮膚測試,超材料織物相較于商用白色棉織物,其最高降溫可超過4 ℃。超材料織物在陽光直射的室外環(huán)境下展現(xiàn)了顯著降溫效果,如同無源輕便地隨身空調(diào),給使用者極大的涼爽舒適感。
在成本方面,研究團隊將新材料引入纖維內(nèi)部,纖維成本僅增加10%左右,在這種極小的成本差異下卻能帶來優(yōu)異的降溫性能,可造福每個有防護降溫需求的人。超材料織物具有面料所擁有的一切特點,觸感柔軟親膚,舒適透氣。纖維或織物形態(tài)可通過刺繡、裁剪和縫紉融入到我們?nèi)粘I畹南嚓P(guān)商業(yè)產(chǎn)品中,普適性強;并且在實際使用時能適應任意物體表面,比如防曬服、帳篷、汽車罩、傘或保護任何暴露在天空下、受到陽光傷害的人和物體。超材料織物的主要目標人群包括運動員、警察、清潔工、快遞員和醫(yī)護工作者們。
2021年5月,在山東青島舉辦的首屆高等學??萍紕?chuàng)新大會上,零能耗光學超材料制冷織物項目受邀參加高??萍紕?chuàng)新成果展,為建黨100周年獻禮。該項研究也真的體現(xiàn)了從基礎(chǔ)研究鋪到產(chǎn)業(yè)化的科研,從源頭創(chuàng)新突破,推動纖維新材料向功能化、智能化、綠色化發(fā)展,推進產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)高級化,構(gòu)筑產(chǎn)業(yè)體系新支柱。實現(xiàn)了習近平總書記所強調(diào)的要“打好產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)高級化、產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)代化的攻堅戰(zhàn)”。