近日，华南理工大学现代食品工程研究中心孙大文院士团队以“Cactus-Inspired Bilayer Cooler for High-Performance and Long-Term Daytime Passive Cooling”为题，在《Chemical Engineering Journal》（影响因子：15.1）期刊发表了研究性论文。华南理工大学孙大文院士为本文唯一通讯作者，华南理工大学博士生徐亮为第一作者。
图1 仙人掌功能仿生的日间被动式制冷器的设计示意图
本研究设计了一种具有日间辐射制冷、蒸发制冷、隔热、疏水性以及吸湿功能的双层被动式制冷器（BPC），实现高性能、可持续的日间被动式制冷技术，为食品工业的制冷方式提供了新的渠道。BPC主要由顶层覆有颗粒涂层的聚乳酸（PLA）气凝胶与底层含有吸湿剂的聚丙烯酰胺（PAAm）水凝胶组成。其中，PLA气凝胶利用隔热特性减少环境热对制冷性能的影响。二氧化锆/聚四氟乙烯（ZrO2/PTFE）颗粒涂层赋予了PLA气凝胶高太阳反射率、强红外辐射能力以及高疏水性，使PLA具有日间辐射制冷与自清洁的功能。溴化锂（LiBr）作为吸湿剂使PAAm水凝胶具有夜间大气水分收集的能力。现场测试结果表明，与单一气凝胶或单一水凝胶相比，BPC具有最佳的制冷性能。这项研究将为日间被动式制冷器的设计提供新的灵感，以期促进食品、农业、材料、能源等领域的相关研究或应用。
图2 PLA气凝胶与LiBr@PAAm水凝胶在制备过程中的实物图
参考文献：https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.151258
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