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一種超疏水自清潔、零能耗冷卻降溫的PTFE納米纖維膜

日期:2025-09-10 17:08
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摘要:一種超疏水自清潔、零能耗冷卻降溫的PTFE納米纖維膜

一種超疏水自清潔、零能耗冷卻降溫的PTFE納米纖維膜


需要增透減反技術(shù)可以聯(lián)系我們上海工廠18917106313

上海卷柔新技術(shù)光電有限公司是一家專業(yè)研發(fā)生產(chǎn)光學(xué)儀器及其零配件的高科技企業(yè),公司2005年成立在上海閔行零號灣創(chuàng)業(yè)園區(qū),專業(yè)的光電鍍膜公司,技術(shù)背景依托中國科學(xué)院,卷柔產(chǎn)品主要涉及光學(xué)儀器及其零配件的研發(fā)和加工;光學(xué)透鏡、反射鏡、棱鏡,平板顯示,安防監(jiān)控等光學(xué)鍍膜產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn),為全球客戶提供上等的產(chǎn)品和服務(wù)。

   被動日間輻射制冷(PDRC)是一種新穎的、環(huán)境友好型、零能耗的冷卻技術(shù),它能有效反射太陽輻射(0.3-2.5 μm波段)并通過大氣窗口(8-13 μm波段)向寒冷的外太空輻射熱量,實(shí)現(xiàn)物體表面降溫效果。目前相關(guān)研究主要集中通過材料和結(jié)構(gòu)的設(shè)計以提升PDRC性能。
然而,PDRC器件在實(shí)際應(yīng)用中往往因表面污染及長期耐久性差而存在性能衰退的問題,這限制了其商業(yè)化及進(jìn)一步發(fā)展。開發(fā)一種易于制備、高效、可連續(xù)化生產(chǎn)并具備自清潔特性的高性能PDRC材料,仍是一項(xiàng)巨大的挑戰(zhàn)。
聚四氟乙烯(PTFE)化學(xué)鍵單一,C—F鍵具有高大氣窗口(8-13 μm波段)發(fā)射能力,且能強(qiáng)烈反射太陽光,具有防紫外線、耐化學(xué)腐蝕、熱穩(wěn)定性良好以及低表面能等獨(dú)特優(yōu)勢,是PDRC應(yīng)用的理想材料?;诖耍旖蚬I(yè)大學(xué)研究團(tuán)隊利用靜電紡絲技術(shù)成功制備出一種具有優(yōu)異的輻射冷卻性能和超疏水自清潔特性的PTFE納米纖維膜(SNM-PTFE)。
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通過向靜電紡絲溶液中加入SiO2氣凝膠,使其被PTFE樹脂充分包裹,廣泛分布于納米纖維的內(nèi)部和表面。在隨后的燒結(jié)過程中,熔融的PTFE樹脂將SiO2氣凝膠牢固地錨定在納米纖維膜表面,防止SiO2氣凝膠的脫落,其超疏水性進(jìn)一步保障了SiO2氣凝膠在膜表面的穩(wěn)定性,從而增強(qiáng)了SNM-PTFE的長期耐久性。
基于經(jīng)典Mie散射理論,靜電紡絲得到的高孔隙率SNM-PTFE能夠強(qiáng)烈散射可見光以提供*大的太陽光反射率。引入的無機(jī)粒子SiO2氣凝膠不僅增加了SNM-PTFE的表面粗糙度,使其達(dá)到超疏水效果,進(jìn)而增強(qiáng)自清潔能力,而且進(jìn)一步提升了SNM-PTFE的隔熱和紅外發(fā)射能力。

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為了**且精準(zhǔn)地評估SNM-PTFE的PDRC綜合性能,該團(tuán)隊系統(tǒng)分析了SNM-PTFE的隔熱能力、太陽光反射能力、紅外發(fā)射率及其在亞環(huán)境時和高于環(huán)境溫度時的冷卻性能,證明了通過添加SiO2氣凝膠、增加膜厚度、以及優(yōu)化膜孔徑可以顯著提升SNM-PTFE的PDRC性能,具體表現(xiàn)為:SNM-PTFE的平均紅外發(fā)射率為95.8%,平均反射率為95.4%;在陽光直射下,能夠?qū)崿F(xiàn)~ 14.4 ℃的亞環(huán)境冷卻性能和~ 9.5 ℃的高于環(huán)境冷卻性能。
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在實(shí)際應(yīng)用中,PDRC器件往往因浮塵或其他固體污染物的沉積而導(dǎo)致性能衰退以及壽命縮減。具有超疏水表面的SNM-PTFE能夠有效抵御污染物附著,從而提供自清潔特性和長期耐久性。相較于商業(yè)化的雙向拉伸PTFE膜(Cb-PTFE)和單向拉伸PTFE膜(Cm-PTFE),SNM-PTFE在戶外環(huán)境暴露一個月以后依然維持其優(yōu)異的冷卻性能,顯示出更為出色的抗污染性和長期耐久性。
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SNM-PTFE優(yōu)異的綜合性能使其在PDRC領(lǐng)域中展示出巨大的發(fā)展?jié)摿Γ蛇M(jìn)一步應(yīng)用于建筑、工業(yè)、商業(yè)和人體熱管理等領(lǐng)域。
該工作以“Self-cleaning PTFE nanofiber membrane for long-term passive daytime radiative cooling”為題發(fā)表在Chemical Engineering Journal上。
來源:高分子科學(xué)前沿




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上海卷柔新技術(shù)光電有限公司是一家專業(yè)研發(fā)生產(chǎn)光學(xué)儀器及其零配件的高科技企業(yè),公司2005年成立在上海閔行零號灣創(chuàng)業(yè)園區(qū),專業(yè)的光電鍍膜公司,技術(shù)背景依托中國科學(xué)院,卷柔產(chǎn)品主要涉及光學(xué)儀器及其零配件的研發(fā)和加工;光學(xué)透鏡、反射鏡、棱鏡,平板顯示,安防監(jiān)控等光學(xué)鍍膜產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn),為全球客戶提供上等的產(chǎn)品和服務(wù)。

    采用德國薄膜制備工藝,形成了一套具有嚴(yán)格工藝標(biāo)準(zhǔn)的閉環(huán)式流程技術(shù)制備體系,能夠制備各種超高性能光學(xué)薄膜,包括紅外薄膜、增透膜,ARcoating,激光薄膜、特種薄膜、紫外薄膜、x射線薄膜,應(yīng)用領(lǐng)域涉及激光切割、激光焊接、激光美容、醫(yī)用激光器、光學(xué)科研,紅外制導(dǎo)、面部識別、VR/AR應(yīng)用,博物館,低反射櫥窗玻璃,畫框,工業(yè)燈具照明,廣告機(jī),點(diǎn)餐機(jī),電子白板,安防監(jiān)控等。
    卷柔新技術(shù)擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的全自動生產(chǎn)線【sol-gel溶膠凝膠法鍍膜線】,這條生產(chǎn)線能夠生產(chǎn)全球先進(jìn)的減反射玻璃。鍍膜版面可達(dá)到2440*3660mm,玻璃厚度從0.3mm到12mm都可以,另外針對PC,PMMA方面的增透膜也具有量產(chǎn)生產(chǎn)能力。ARcoating減反膜基本接近無色,色彩還原性好,并且可以避免了磁控濺射的缺點(diǎn),鍍完增透膜后玻璃可以做熱彎處理和鋼化處理以及DIP打印處理。這個難度和具有很好的應(yīng)用性,新意突出,實(shí)用性突出,濕法鍍膜在價格方面也均優(yōu)于真空磁控的干法。


  卷柔減反射(AR)玻璃的特點(diǎn):高透,膜層無色,膜硬度高,抗老化性強(qiáng)(耐候性強(qiáng)于玻璃),玻璃長期使用存放不發(fā)霉,且有一定的自潔效果.AR增透減反膜玻璃產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于**文博展示、低反射幕墻、廣告機(jī)玻璃、節(jié)能燈具蓋板玻璃、液晶顯示器保護(hù)玻璃等多行業(yè)。
    我們的愿景:卷柔讓光學(xué)更具價值!
    我們的使命:有光的地方就有卷柔新技術(shù)!
    我們的目標(biāo):以高質(zhì)量的產(chǎn)品,優(yōu)惠的價格,貼心的服務(wù),為客戶提供優(yōu)良的解決方案。
    上海卷柔科技以現(xiàn)代鍍膜技術(shù)為核心驅(qū)動力,通過鍍膜設(shè)備、鍍膜加工、光學(xué)鍍膜產(chǎn)品服務(wù)于客戶,努力為客戶創(chuàng)造新的利潤空間和競爭優(yōu)勢,為中國的民族制造業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)力量。


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