近日，橡塑模具國(guó)家工程研究中心團(tuán)隊(duì)在節(jié)能高分子復(fù)合透明薄膜方面取得重要進(jìn)展。研究成果以題為“Transparent ultrahigh-molecular-weight polyethylene/MXene films with efficient UV-absorption for thermal management”的論文發(fā)表在國(guó)際知名期刊《Nature Communications》上，論文的第一作者為橡塑模具國(guó)家工程研究中心劉憲虎教授和21級(jí)碩士生張文睿，通訊作者為鄭州大學(xué)劉春太教授、潘亞敏副教授、中國(guó)科學(xué)院北京納米能源與系統(tǒng)研究所潘曹峰研究員以及華中科技大學(xué)武漢光電國(guó)家研究中心胡彬教授，鄭州大學(xué)為第一通訊單位。

窗戶(hù)是人們?nèi)粘Ｖ胁晒庑枨蟮闹匾ǖ溃粌H向室內(nèi)提供可見(jiàn)光、熱輻射，也是影響能源負(fù)荷的關(guān)鍵因素。中國(guó)的建筑耗能占全國(guó)能耗的30%左右，其中窗戶(hù)是最不節(jié)能的部件之一，其能源損失率可高達(dá)60%。研究團(tuán)隊(duì)提出通過(guò)在高分子材料中引入具有光譜調(diào)控功能的材料作為填料，來(lái)制備具有調(diào)控太陽(yáng)光波段以及保持可見(jiàn)光透射率的高分子基復(fù)合透明膜，用于光熱轉(zhuǎn)換、紫外防護(hù)和節(jié)能。在溫和的陽(yáng)光下，薄膜可以吸收78%的紫外線(xiàn)；在400 mW cm?2的光照強(qiáng)度下可以快速加熱到65 °C，并保持85%以上的可見(jiàn)光透過(guò)率和低霧度。戶(hù)外隔熱測(cè)試表明，覆蓋薄膜的玻璃房模型溫度比未覆蓋的玻璃房模型溫度低6-7 °C。建筑模擬結(jié)果顯示該薄膜每年可減少31 - 61 MJ m-2的制冷能量，對(duì)應(yīng)總能量的3%-12%。這一工作有望應(yīng)用于汽車(chē)、建筑等窗戶(hù)的節(jié)能以及光學(xué)設(shè)備和透明傳感器等領(lǐng)域，同時(shí)引領(lǐng)高分子加工領(lǐng)域在熱管理等方面的廣泛應(yīng)用。

該工作得到了河南省杰出青年科學(xué)基金等項(xiàng)目的資助支持。

文章鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-024-47432-z