非溶剂诱导相分离法构筑被动辐射降温薄膜
摘要
冷却技术可以大幅度提高人类的生活质量，该技术的广泛普及不但为人类提供了舒
适的生存温度，延长了食物的保存期限和抑制了极端的热环境冲击。蒸汽压缩是目前制
冷技术中的主要施行策略，该策略消耗了大量使用化石燃料产生的电力，加剧了全球气
候变暖。为了降低能源成本、缓解温室气体排放、减少臭氧消耗和相关热量问题，“被动
辐射冷却”（PRC）作为一种零能耗、生态友好的降温策略越来越受到人们关注。本论文
通过非溶剂诱导相分离方法，引入小分子表面活性剂和纳米粒子来制备具有太阳光波段
高反射率，大气窗口高发射率的多孔降温薄膜，实现优异的“被动辐射冷却”性能，该
薄膜未来可作为降温涂层应用于建筑物冷却。本论文研究内容主要由以下两个方面展开：
选用化学稳定性良好的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA），丙酮作为良溶剂，水作为非
溶剂，并引入第四相两亲性分子聚乙二醇（PEG），通过非溶剂诱导相分离法（NIPS）制
备多孔结构薄膜。实验的温度、湿度、PMMA浓度均对制备的薄膜结构有影响。同时，
所引入的PEG分子在相分离过程中，可作为液滴成核生长的位点，促进成核过程同时
稳定溶液中的水液滴，可有效控制所得多孔结构的形貌及增加孔隙率，增加了入射光射
入后发生漫反射的概率，增加红外吸收/发射的概率，有利于多孔薄膜与大气之间的辐射
热交换，可实现全天被动辐射冷却性能。
为进一步优化被动辐射冷却效果，在原有非溶剂诱导相分离多孔薄膜的基础上，引
入具有高折射率和优异红外特性的SiO2微球。通过控制SiO2粒径、环境湿度等实验变
量探索成膜最佳条件及最优光学性能薄膜。制备出了具有太阳光高反射、大气窗口高发
射的薄膜。该薄膜可实现在户外环境中午时段7℃的降温效果，可作为节能涂层应用在
建筑物降温领域中。
关键词：被动辐射冷却；非溶剂诱导相分离；多孔薄膜；微纳多级结构
非溶剂诱导相分离法构筑被动辐射降温薄膜
Abstract
Coolingtechnologycangreatlyimprovethequalityofhumanlife.Thewidespread
popularizationofthistechnologynotonlyprovidesacomfortablelivingtemperatureforhuman
beings,extendsthestorageperiodoffoodandsuppressestheextremethermalenvironmental
impact.Steamcompressionisthemainstrategyinrefrigerationtechnology,whichconsumesa
lotofelectricitygeneratedfromfossilfuelsandincreasesglobalwarming.Inordertoreduce
energycosts,alleviategreenhousegasemissions,andreduceozonedepletionandrelatedheat
problems,passiveradiativecooling(PRC)hasattractedmoreandmoreattentionasazero-
energyconsumptionandeco-friendlycoolingstrategy.Inthispaperthroughthesolventinduced
phaseseparationmethod,theintroductionofsmallmoleculesurfactantsandnanoparticlesto
largeareawithsunlightbandhighreflectivity,atmosphericwindowhighemissivityofporous
coolingfilm,achievee