被动式日间辐射制冷通过反射阳光和向寒冷的外层空间发射红外辐射来消散表面的热量，并由于其零能耗的特点受到了广泛关注。其最常用的策略为建造一种既可以反射太阳辐射，又能大大的提升红外发射率的材料。为此，近年来的许多研究提出了不同的结构和材料组合，逐步的提升这辐射制冷材料的性能。这些开创性的研究包括不同的方法和材料，如光子晶体、多层滤波器、相变材料，以及包含纳米/微米和等离子体粒子的结构。由于在可见光波段的高反射率，大部分辐射制冷材料很难用于建筑物和汽车的玻璃和窗户。因此，透明辐射制冷材料（TRC）引起了研究人员的注意。它可以传输可见光谱，对于覆盖建筑物的透明部分很有用。此外，绝大部分辐射制冷材料均使用了复杂且昂贵的结构和方法，例如光子晶体和多层结构。为此，本文作者一种使用现成材料和Tollens反应来生产TRC的廉价方法，该方法制备的TRC能控制太阳可见光以减少阳光产生的热量，同时将透光率保持在合理的采光范围内。

  本文作者提出的TRC材料使用了金属涂层作为选择性光谱发射器，一层薄薄的银或金（约10-20 nm）可以在透射可见光的同时几乎完美地反射近红外和中红外波。银相对便宜，由于其颜色，在可见波段表现更好。如果银暴露在空气中，它只会与空气中的不同元素和化合物发生反应，并失去其所需的光学性质。因此，它应该覆盖一层薄薄的惰性层，以保护它免受其他生产程序的氧化和损坏。其惰性保护层使用了约200nm商用聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA或PLEXIGLAS）薄膜，因为PMMA薄层在可见光到中红外的宽光谱范围内完全透明，且便宜且易于获得。作者在制作样品时使用了一块尺寸为30厘米×40厘米、厚度为4毫米的玻璃作为基底，并利用Tollens反应在玻璃上涂覆一层薄薄的银层。最后一层是70mm 聚二甲基硅氧烷（PDMS），作为增强热发射率的选择性发射器，Tollen反应和其他涂层的详情信息可参考原文附录。样品的FE-SEM图像如图1所示，银与PMMA惰性保护层的平均厚度分别约为24nm和220nm。

  为了测量可见光-近红外透射率，作者团队使用了HACH DR 6000分光光度计，具有银、PMMA和PDMS层的小玻璃样品的测量透射率如图2所示。此外，作为样品透明度的比较，图中附有三张裸玻璃、银+PMMA镀膜玻璃和银+PMMA+PDMS镀膜玻璃的照片。能够准确的看出，银层控制可见光，同时高度反射近红外光谱。频谱和厚度的实验结果能够最终靠使用全波软件模拟器计算。

  图2. 具有银、PMMA和PDMS层的玻璃样品的可见光和NIR光谱的测量和模拟透射率。(b-1) 裸玻璃，(b-2) 具有银PMMA涂层的玻璃基板和 (b-3) 具有银PMMA、PDMS层的玻璃基板的图片。

  为了进一步测量中红外波段的涂层的透射率，作者团队制备了具有ZnSe衬底的样品。通过Thermo SCIENTIFIC-NICOLET iS10测量具有PMMA层和银+PMMA层的透明ZnSe的透射率，结果如图3所示。结果显示，惰性层PMMA层在中红外波段上是透明的，且银层在中红外波段的透射率小于1%，显然，薄银层对于该带具有高度反射性。因此，为增强中红外波段的发射率，要增加一层PDMS层。

  此外，完整结构 玻璃样品（PMDS /PMMA /Ag /glass）的光谱吸收率与结构示意图分别如图 4 和图 5 所示。能够正常的看到该玻璃样品具有可见光波段的良好透过率和中红外波段的完美发射率，可作为优质的玻璃辐射制冷涂层。

  作者进一步对该涂层的辐射制冷性能进行了室外测试。为了进行室外实验测试，制作了两个类似的小型建筑箱。如图 6 所示，盒子由白色层压中密度纤维板（ MDF ）制成，两个盒子前侧分别由一块普通玻璃与带有 TRC 涂层玻璃构成。为了隔热，隔热板连接到地板、天花板和墙壁的内表面。此外，隔热材料表面覆盖有反射铝箔。 MDF 和隔热材料的厚度分别为 15 毫米和 18 毫米。盒子的长度、宽度和高度分别为 400 毫米、 300 毫米和 400 毫米。

  图6. (a) 实验装置模型及其传感器位置的示意图，(b) 室外测试设置的图片。

  图7显示了研究中制造的TRC结构是使用一种简单、廉价且可工业化扩展的方法构建的。能够准确的看出，带有TRC的模型的温度总是低于另一个。盒子之间的最大温差为21.97℃、 这表明所提出的TRC能够最终靠以下三个主要机制有效地进行室内热调节：（1）控制可见光光谱；（2）近红外太阳光谱的几乎完美反射；（3）由于PDMS层而在中红外中具有宽带高发射率。此外，普通盒子的最大测量照度水平约为65400lx，这非常高并且导致视觉不适。另一方面，具有TRC的盒子的最大照度水平约为16100lx，降低了4倍。因此，在照度水平较高的时间段，该TRC涂层还有调节室内照明的作用。

  总而言之，作者在本研究中介绍了一种透射辐射制冷（TRC）结构，该结构是使用一种简单、廉价且可工业化扩展的方法制作的。该制作的过程利用 Tollen 反应将成本低廉的银、 PMMA 和 PDMS 涂覆在玻璃上。在结构设计上，反射层银、保护层 PMMA 和选择性发射层 PDMS 分别约为 24 m m 、 220 m m 和 70 m m 。通过对该涂层材料发射率的计算和实验，发现该结构能控制可见光，高度反射近红外，并选择性地发射 / 吸收中红外，确定了该涂层可当作良好的透射辐射制冷材料，以帮助降低建筑物内空调的能耗。在作者团队的室外辐射制冷性能实验中，发现所提出的 TRC 可以将温度降低 21.97℃ ，比以前报道的材料要高，且在照度水平较高的时间段，还拥有调节照明的作用。

  招聘信息山东高等技术研究院吴小虎课题组招收联合培养研究生、科研助理和博士后