【论文摘要】:全球变暖背景下,传统空调能耗高且加剧碳排放,户外场景缺乏有效降温手段。被动日间辐射制冷技术通过高太阳反射率阻隔外部热量、高红外发射率将体热辐射至外太空,可实现零能耗被动降温。然而,PDRC织物面临制冷性能与透气透湿难以兼顾、户外耐久性不足、规模化制备成本高昂等瓶颈,制约其产业化。该综述系统梳理了PDRC织物的光谱设计策略、制备技术体系及多功能集成趋势,涵盖高透射、高发射及选择性发射/透射三类热管理机制,总结纤维纺丝、功能涂层与表面构筑三大制备路径,并归纳自适应热管理、智能传感、色彩美观与环境友好防护四大多功能演进方向。文章进一步指出当前面临性能平衡、耐久性与规模化三大核心挑战,并从材料协同创新、智能光谱调控、多功能平台化及绿色制造四方面提出展望,为可持续个人热管理材料开发提供参考。
【创新点】:
创新点一:构建了“光谱设计-制备工艺-性能评价”的系统性研究框架:该综述突破了以往研究聚焦单一材料的局限,首次将PDRC织物划分为高透射型、高发射型和选择性发射/透射型三类,系统阐释了不同类型的光谱调控机制与协同优化策略,并横向对比了纤维纺丝、功能涂层与表面构筑三大制备技术路线的适用性与优劣,为领域研究提供了清晰的方法论图谱。
创新点二:前瞻性提出了制冷效能与穿戴舒适性的协同优化策略:针对PDRC织物制冷涂层与透气透湿之间的固有矛盾,论文明确指出须通过仿生梯度孔隙、微纳多层次结构及柔性多孔膜等材料与结构协同创新路径,而非单一追求光谱性能,这一视角为破解产业化核心瓶颈提供了新的解决思路。
创新点三:系统构建了多功能集成应用的技术体系与演进方向:论文首次将PDRC织物的功能拓展归纳为自适应热管理、智能传感、色彩美观与环境友好防护四大维度,并阐明了各方向的关键技术路径,构建了从单一降温向智能化、平台化、绿色化发展的完整技术路线图,对推动个人热管理材料从实验室走向实际应用具有重要指导意义。
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【图标概述】:
图1 辐射制冷原理及不同类型降温示意图:该图展示了辐射制冷的基本原理,并对比了高透射降温、高发射降温以及选择性发射与透射降温三种模式,阐明了材料在太阳光波段与大气窗口波段的光学调控机制。
图2 纤维纺丝制备辐射制冷织物及其性能表征:该图呈现了湿法纺丝与熔融纺丝工艺制备制冷织物的过程,展示了所得材料在太阳光反射率、中红外发射率、净冷却功率及快速传热机理方面的性能表征结果。


图3 辐射制冷织物的色彩美观与环境友好防护功能:该图展示了彩色辐射制冷织物的外观设计与光谱特性,并对比了户外降温效果,同时呈现了其在紫外线防护、自清洁及多场景应用中的综合性能优势。
张如范
清华大学 国家级高层次青年人才
【个人简介】:张如范,清华大学化工系长聘副教授、博导,国家高层次青年人才。主要从事纳米碳材料及光热调控纳米材料的可控制备与性能研究。以第一/通讯作者在Science、Nat. Nanotechnol.(2)、Nat. Sustain.、Sci. Adv.、Nat. Commun.(2)、Chem. Soc. Rev.、J. Am. Chem. Soc.(2)、Angew. Chem. Int. Ed.、Adv. Mater.(5)等期刊发表论文103篇,共发表151篇。主持军委科技委、国家自然科学基金及中石化重点项目等十余项;申请发明专利20余项,撰写专著7部。担任Smart Materials and Devices客座主编,SusMat、Carbon Energy、Particuology等期刊青年编委。曾获第五届青山科技奖(2026)、中国颗粒学会自然科学一等奖(2024)、中国化工学会侯德榜青年奖(2019)、中国化学会青年化学奖(2018)、MIT Technology Review中国区“35岁以下科技创新35人”(2018)、全球华人化工学会“未来化工学者”(2024)、美国工程化科学协会“杰出创新奖”(2025)及教育部自然科学一等奖(2016)等多项奖励。
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