近日，物理科學(xué)單元報告（Cell Reports Physical Science）發(fā)表了普渡大學(xué)機械工程學(xué)院和Birck納米技術(shù)中心研究人員的最新成果，其開發(fā)的六方氮化硼hBN丙烯酸涂料可實現(xiàn)97.9%的太陽反射率和0.83的大氣窗口發(fā)射率，而厚度卻僅為150μm，重量為0.029g/cm^2,，這種超輕薄高反射組合的超白涂料可用于包括航天航空在內(nèi)的實際應(yīng)用之中。

論文地址：https://doi.org/10.1016/j.xcrp.2022.101058

去年4月，普渡大學(xué)的這個研究團隊開發(fā)了能反射98.1%陽光的聚四氟乙烯（特氟龍）和硫酸鋇體系極白涂料。這個令人難以置信的壯舉的唯一問題是油漆的厚度?！盀榱诉_(dá)到低于環(huán)境溫度的輻射冷卻水平，我們必須涂上一層至少 400μm厚的油漆，在具有精確尺寸和重量要求的應(yīng)用中，油漆需要更薄更輕?！闭撐牡刂罚?/span>https://doi.org/10.1021/acsami.1c02368

輻射冷卻涂料的制備和表征

(A) hBN-丙烯酸涂料制造過程示意圖和涂漆樣品的示例圖像。

(B) hBN 納米片的頂部和側(cè)視圖 SEM 圖像。納米片的直徑和厚度分布分別確定為332±193和45±3nm。

(C) 直方圖中顯示的50個粒子的粒徑分布，測量的直徑的最大比例顯示在280和330nm之間。

(D) hBN-丙烯酸納米復(fù)合涂層的SEM圖像，包括俯視圖和橫截面圖。

如上圖，hBN 的較高折射率和納米片形態(tài)產(chǎn)生了類似Mie散射的高散射系數(shù)和類似Rayleigh散射的強反向散射的不尋常組合，這兩者都有利于高太陽反射率。此外，使用的納米片的直徑為332±193nm，其中平均直徑最適合強烈散射太陽光譜，與單一尺寸相比，不均勻的直徑分布可實現(xiàn)有效的寬帶散射。選擇60%體積濃度的高納米片負(fù)載用于最大化光散射，同時保持聚合物粘合劑的理想機械性能。最終得到的六方氮化硼新配方體系涂料的反射率與之前幾乎相同，但厚度卻減少70%，而且由于其多孔性，比此前的涂料輕80%之多。

值得一提的是，hBN納米片的成本高于硫酸鋇納米顆粒。然而，在需要輻射冷卻的重量敏感型應(yīng)用（例如航空航天技術(shù)、飛機、車輛和可穿戴技術(shù)）中，輕質(zhì)、薄的hBN漆層仍然具有顯著優(yōu)勢。在可穿戴設(shè)備中，通常只需要少量的輕質(zhì)涂層。在飛機中，看似微小的重量減輕可能會導(dǎo)致燃料消耗和相關(guān)CO₂排放量的顯著降低。

編譯 YUXI

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