近日，梅長(zhǎng)彤教授課題組在國(guó)際知名期刊《Advanced Materials》（IF=26.8）在線發(fā)表了題為“Sustainable All-Biomass Radiative Coolers with Biomimetic Thorny Fiber for Enhanced Thermoelectric Power Generation”的研究論文（論文鏈接：https://doi.org/10.1002/adma.202516401）。我校為第一完成單位，我院博士研究生施曉杰為論文第一作者，我院梅長(zhǎng)彤教授、劉朝政副教授和中國(guó)石油大學(xué)李美春教授為共同通訊作者。該研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的經(jīng)費(fèi)資助。

近年來(lái)，隨著全球冷卻需求激增，傳統(tǒng)壓縮冷卻系統(tǒng)能耗高且石油基聚合物易造成微塑料污染，被動(dòng)輻射冷卻技術(shù)因其零能耗特性備受關(guān)注，但生物質(zhì)材料如纖維素雖具有天然紅外發(fā)射性，卻因隨機(jī)孔隙結(jié)構(gòu)導(dǎo)致太陽(yáng)散射效率低和機(jī)械穩(wěn)定性不足。受Dendrocnide moroides葉片硅針結(jié)構(gòu)的啟發(fā)，在本研究中作者開(kāi)發(fā)了一種全纖維素仿生荊棘纖維（BTFs），通過(guò)水熱處理纖維素納米晶須（T-CNC）和Na⁺介導(dǎo)靜電自組裝，促進(jìn)纖維素納米纖維沿T-CNC（200）晶面取向沉積，再經(jīng)直接墨水書寫（DIW）3D打印技術(shù)誘導(dǎo)剪切取向，進(jìn)而形成有序的微米級(jí)纖維和孔隙（約1-10μm）分層結(jié)構(gòu)。隨后，BTFs被集成到梯度結(jié)構(gòu)熱電發(fā)電機(jī)中，頂部高填充密度覆蓋層反射環(huán)境熱量，底部低密度填充層促進(jìn)熱傳導(dǎo)，在30°C溫差下輸出功率密度仍可達(dá)7.61 W·m?2，且在外界風(fēng)速變化下保持穩(wěn)定。該研究不僅為高性能生物基輻射冷卻材料提供了新思路，還通過(guò)可定制化DIW技術(shù)推動(dòng)可持續(xù)能源收集與節(jié)能應(yīng)用，有望緩解能源危機(jī)和城市熱島效應(yīng)。

（供稿：劉朝政 審核：楊澤宇 蔡志敏 孟國(guó)忠）