近日，橡塑模具國家工程研究中心團隊在節(jié)能高分子復合透明薄膜方面取得重要進展。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)表在國際知名期刊《Nature Communications》上，論文的第一作者為橡塑模具國家工程研究中心劉憲虎教授和21級碩士生張文睿，通訊作者為鄭州大學劉春太教授、潘亞敏副教授、中國科學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武漢光電國家研究中心胡彬教授，鄭州大學為第一通訊單位。

窗戶是人們?nèi)粘Ｖ胁晒庑枨蟮闹匾ǖ溃粌H向室內(nèi)提供可見光、熱輻射，也是影響能源負荷的關(guān)鍵因素。中國的建筑耗能占全國能耗的30%左右，其中窗戶是最不節(jié)能的部件之一，其能源損失率可高達60%。研究團隊提出通過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，來制備具有調(diào)控太陽光波段以及保持可見光透射率的高分子基復合透明膜，用于光熱轉(zhuǎn)換、紫外防護和節(jié)能。在溫和的陽光下，薄膜可以吸收78%的紫外線；在400 mW cm?2的光照強度下可以快速加熱到65 °C，并保持85%以上的可見光透過率和低霧度。戶外隔熱測試表明，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，對應(yīng)總能量的3%-12%。這一工作有望應(yīng)用于汽車、建筑等窗戶的節(jié)能以及光學設(shè)備和透明傳感器等領(lǐng)域，同時引領(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基金等項目的資助支持。

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