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中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 研發(fā)新型聚合物多層膜實(shí)現(xiàn)降溫節(jié)水

文章來源：新能源網(wǎng) 更新時間：2025-01-10 15:04:11

本報訊（記者王敏）近日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授劉文、特任副研究員李明課題組提出了一種基于聚合物多層干涉原理的光譜選擇性輻射冷卻膜（PMF-RC膜）。相關(guān)成果發(fā)表于《美國化學(xué)會-光子學(xué)》。

隨著全球變暖加劇，高溫干旱天氣頻發(fā)。持續(xù)性高溫干旱環(huán)境使農(nóng)作物長期處于熱應(yīng)激狀態(tài)，從而影響農(nóng)作物產(chǎn)量。微霧噴淋、濕簾風(fēng)機(jī)等傳統(tǒng)降溫方式往往需要消耗大量能源和水，因此需要一種被動式降溫節(jié)水策略，以優(yōu)化農(nóng)作物生長的局部環(huán)境。

研究人員介紹，PMF-RC膜由兩個不同的聚合物多層膜系和一種透明聚合物輻射制冷材料組成，可選擇性透過用于農(nóng)作物生長的光合有效輻射，反射植物葉片利用率較低的綠光和近紅外光，具有優(yōu)異的輻射制冷性能，實(shí)現(xiàn)零能耗降低空氣溫度、土壤溫度和土壤水分蒸發(fā)量，并顯著提高高溫環(huán)境下作物的產(chǎn)量。

在戶外測試中，相較于傳統(tǒng)的覆蓋農(nóng)膜，使用PMF-RC膜覆蓋后，空氣溫度下降了2.3至5.0℃，土壤表面以下3厘米處的溫度下降了2.1至4.1℃，土壤水分蒸發(fā)量下降了11.2%至32.4%。在實(shí)際的作物種植實(shí)驗(yàn)中，在PMF-RC膜下生長的落葵、意大利生菜和中國小青菜的產(chǎn)量均有1至3倍的提升。

相較于傳統(tǒng)的真空鍍膜技術(shù)，PMF-RC膜采用微納層疊多層共擠技術(shù)制備，具有顯著的成本優(yōu)勢和更快的制備速度。除此之外，PMF-RC膜還具有優(yōu)異的耐老化性能和力學(xué)性能，十分適合在溫室農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。

這項(xiàng)研究推動了聚合物輻射制冷材料在農(nóng)業(yè)種植領(lǐng)域大規(guī)模實(shí)際應(yīng)用的進(jìn)程。

相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1021/acsphotonics.4c02043

《中國科學(xué)報》 (2025-01-08 第4版綜合)

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