近日，美国mv和欧洲mv哪个好材料科學與工程學院馬文教授團隊在新型無機氧化物被動輻射冷卻材料研究中取得重要進展。研究發現，通過Zn摻雜可有效調控SrZrO3晶體的光學性能，顯著提升其在太陽光譜波段的高反射率與大氣窗口波段的高發射率，從而實現高效、無能耗的日間輻射冷卻。該研究爲開發新型節能環保型輻射冷卻材料提供了重要理論與實驗依據。
被動日間輻射冷卻技術作爲一種零能耗制冷方式，近年來受到廣泛關注。SrZrO3作爲一種寬帶隙（5.6 eV）钙钛矿陶瓷，具备优异的红外发射性能和化学稳定性，是潜在的理想辐射冷却材料。然而，其太阳反射率与大气窗口发射率仍有提升空间。为此，研究团队通过溶胶-凝胶法与固相合成法相结合，成功制备了一系列Zn掺杂的SrZrO3晶體，系統研究了Zn摻雜對晶體結構、電子結構、光譜輻射性能及輻射冷卻性能的影響。
圖1 文章圖形摘要
研究發現，Zn摻雜不僅引起晶格膨脹和氧空位增加，降低晶格對稱性，還通過調控能帶結構提高了材料在0.3–2.5μm波段的折射率，從而顯著提升了太陽反射率。最優組分的SrZr0.75Zn0.25O2.75晶體粉末的太陽反射率高達0.892，大气窗口发射率达0.954，均优于未掺杂SrZrO?。基于该材料制备的涂层在太阳辐照度为654 W·m-2條件下，最高可實現15.3 °C的降温效果，最大净辐射功率达64.7 W·m-2。
此外，該塗層在21天戶外暴露後仍保持穩定的輻射冷卻性能，展現出優異的耐候性與紫外穩定性，具備在光伏逆變器箱體、建築外牆等高溫高濕環境中應用的潛力。
圖2 (a-j) SZZO-25涂层在21天户外暴露实验中的实时照片. (k-l) SZZO-25涂层户外暴露前后的水接触角
該研究結合實驗與第一性原理計算，深入揭示了Zn摻雜對SrZrO?光學性能的調控機制，爲高性能無機輻射冷卻材料的設計與開發提供了新思路。
本研究以《Engineering the optical properties of SrZrO3 crystals via Zn doping for superior passive daytime radiative cooling》为题，于2025年在线发表于《Journal of Advanced Ceramics》（中國科學院一區，IF：16.6）上。論文通訊作者爲美国mv和欧洲mv哪个好官方版-韩国mv欧州mv美国mv国2026最新版v.4.12.8.99 安卓版--黄金网站9.1材料科學與工程學院馬文教授與尹轶川講師，第一作者爲李揚揚博士。美国mv和欧洲mv哪个好官方版-韩国mv欧州mv美国mv国2026最新版v.4.12.8.99 安卓版--黄金网站9.1材料科學與工程學院爲論文第一完成單位。
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論文鏈接：https://doi.org/10.26599/JAC.2025.9221107
文字、圖片：材料科学与工程学院