［本站讯］近日，机电与信息工程学院郭春生教授团队与澳大利亚皇家墨尔本理工大学贾宝华院士团队国际合作，在工程类权威期刊Engineering（IF：10.1）发表题为“A high-power flexible and magnetically attachable radiative cooling film”的研究论文，展示团队在光学调控和热管理学交叉领域的最新成果。郭春生教授和贾宝华教授为通讯作者，山东大学为第一完成单位。
图1：磁性辐射冷却膜应用于彩钢瓦（上）、汽车引擎盖（中）、简易房（下）以及温度分布热像图。
团队提出并实验证明了一种由柔性磁性层上的聚合物超表面结构组成的高功率柔性、磁性可附着和可拆卸的辐射冷却膜。单片薄膜设计可以方便地附着在钢或铁表面上或从其上拆卸下来，以最小的热阻实现最佳的热接触，从而实现均匀的温度分布；与非磁性冷却膜相比，该磁性辐射冷却膜具有优异的冷却性能，可以将不锈钢板在阳光下的温度降低15.2°C，比非磁性辐射冷却膜高3.6°C，在70°C的工作温度下，辐射冷却功率可达259 W/m2；此外，该薄膜可以轻松地附着到各种设备中，例如彩钢瓦（如图1上图）汽车引擎盖（如图1中图）和简易房（如图1下图），具备出色的冷却性能。
与其他常用的导热油脂或一次性胶带连接方法不同，该研究提出的方法允许根据实际需要拆卸和重复使用冷却膜，从而实现了极大的简单性、灵活性和成本效益，有望广泛应用，特别是对于非水平不规则表面，这在以前被认为极具挑战性。在可预见的未来，这种辐射冷却膜可以进一步应用于移动基站、数据中心、电池箱以及冷柜车的制冷，来节省制冷能源损耗，贡献到节能减排中。
图2：左图：周期性沟槽状超表面结构；右图：大面积聚合物超表面制冷薄膜。
此前，两团队已合作在eLight期刊（IF：27.2）上发表论文“Highly efficient flexible structured metasurface by roll-to-roll printing for diurnal radiative cooling”，介绍了一种无能耗的环保被动式辐射冷却技术新技术。这一新颖的技术是基于超表面概念，通过在聚合物薄膜的薄层上排列三维沟槽状结构（如图2左图）来精确地调制光谱以实现高效率辐射制冷。为了能够大量生产这种聚合物超表面辐射制冷薄膜，两团队开发了卷对卷聚合物薄膜纳米压印制备方法来大规模生产所设计的聚合物超表面制冷薄膜（如图2右图) 。
图3：磁辐射冷却膜的应用概念演示（具有高导热性的柔性磁辐射冷却膜即使在曲面上也能牢固地附着在目标物体上，通过使用磁引力消除气隙并最大限度地降低热接触电阻。因此，可以减小物体和冷却膜之间的温差，以实现最佳的冷却性能）。
在实际应用中，辐射冷却膜和物体之间的热接触在决定最终冷却性能方面起着至关重要的作用，然而，在目前的研究中实现最佳热接触受到的关注有限。该研究提出了这种50微米厚的聚合物超表面辐射制冷（PMRC）薄膜，几乎反射所有入射的阳光，同时，可强烈地在大气透明窗口中发射热辐射，故此薄膜表现了出色的全天候冷却性能，并通过超表面结构实现了超高的辐射制冷功率（高达140 W/m2），明显高于目前同类辐射制冷膜。
郭春生，山东大学机电与信息工程学院教授，博士生导师。主要从事微纳制造与能源科学研究，在eLight、Nano energy、Small、Engineering、Carbon、International Journal of Heat and Mass Transfer、International Communications in Heat and Mass Transfer等期刊发表论文20余篇，主持山东省重点研发计划（科技示范工程）—“核动未来”科技示范工程一期“核能供热及海水淡化关键技术研究和应用示范”课题等各级各类科研项目20余项，以第一发明人身份获得国家发明专利100余项，荣获威海市青年科技奖等。
贾宝华，澳洲工程院院士、皇家墨尔本理工大学终身教授和澳大利亚研究理事会未来学者（三级）。现已发表300余篇学术论文，其中，50余篇论文发表在影响因子大于10的期刊上。在过去的10年里，贾宝华教授作为主要研究者获得了超过7000万美元的研究资助，资助来自澳大利亚联邦政府、维多利亚政府和工业界等。
2018年7月以来，通过山东大学-斯威本科技大学先进制造业联合研究中心项目，郭春生教授团队与贾宝华院士团队共建埃米材料与纳米制造中心联合实验室，实验室由贾宝华教授和郭春生教授联合带领，聚焦热学、光子学等学科领域中的前沿、交叉和热点问题，在航天热控环路热管、薄膜热电材料、冷却辐射薄膜技术和海水淡化等方向取得了丰硕的研究成果。近年来，团队先后在eLight、Nano energy、Carbon、Small等国际期刊发表多篇论文，并指导学生科研团队在互联网+、“挑战杯”、节能减排等重要科技竞赛中获奖百余项。
Engineering是中国工程院、高等教育出版社与国际出版商爱思唯尔合作出版、国际公认的工程领域顶级学术期刊，具体栏目包括新闻热点、前沿聚焦、工程述评、工程成就、工程研究等，2023年影响因子为10.1。
