Passive Daytime Radiative Cooling Enabled by Bio-Derived Ceramic-Polymer Coatings on Rapid-Curing Fiberglass Casts
本文介绍了一种应用于快速固化玻璃纤维铸件的生物相容、生物来源陶瓷-聚合物涂层，该涂层实现了超过90%的太阳反射率和高达15°C的低于环境温度降幅的被动白昼辐射冷却，有效地克服了刚性且脆弱的PDRC基底在柔性应用中的局限性。
原始论文根据 CC0 1.0（http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/）发布到公有领域。 这是对下方论文的AI生成解释。它不是由作者撰写或认可的。如需技术准确性，请参阅原始论文。 阅读完整免责声明
想象一下，你折断了手臂，医生为你套上了一个硬邦邦的白色玻璃纤维石膏。通常情况下，在炎热的夏日，那个石膏感觉就像个烤箱，会困住你的体温并让你出汗。现在，想象一下如果那个同样的石膏能变成一个高科技遮阳伞，无需电力或风扇就能让你的手臂保持凉爽。
这正是来自东北大学（Nortmen University）的研究团队所创造出的成果。他们利用一种由动物骨头制成的特殊环保涂料，将标准的医疗石膏变成了一件“被动冷却服”。
以下是其工作原理及研究发现的简单拆解：
1. “拒阳”涂料
把石膏想象成一块画布。研究人员用一种由常见塑料（PVA 和 PMMA）混合特殊粉末组成的双层“防晒霜”涂抹了石膏。
- 秘密成分： 这种粉末是由焦磷酸钙组成的，团队通过加工废弃动物骨骼制成了它。这是一种化废为宝的方法。
- 工作原理： 想象这些粉末颗粒就像数百万面微小的白色镜子。当阳光照射到石膏时，这些镜子会将阳光的热量反射出去（反射率超过 90%）。同时，它们还像一个散热口，通过大气中一个特殊的“窗口”，让身体自身的热量散发到寒冷的空间中，而热量可以通过这个窗口穿过。
2. “双层”三明治结构
为了确保这种涂料能够附着并持久，他们使用了两步配方：
- 第一层（胶水）： 一层水性的粘性层（PVA），它能完美地贴合玻璃纤维石膏粗糙的编织表面，就像第二层皮肤一样。
- 第二层（护盾）： 一层坚韧的防水顶层（PMMA），用于保护涂料免受雨水、污垢和刮擦的影响，有点像汽车上的透明清漆。
3. 结果：更凉爽的石膏
团队在现实世界中进行了测试，在波士顿炎热的阳光下戴着涂有涂料的石膏进行测试。
- “烤箱” vs. “冰箱”： 未涂层的玻璃纤维石膏会变热，温度达到约 35.5°C (96°F)。而涂了涂料的石膏明显更凉爽，维持在 30.4°C (87°F) 左右。
- 战胜酷热： 在户外测试中，涂层材料比周围空气温度低了多达 15°C (27°F)。这是一个巨大的差异，就像从热车里走到凉爽的微风中一样。
- 对比： 他们测试了其他常见的白色粉末（如常用于涂料的二氧化钛），发现他们这种源自骨骼的粉末效果甚至更好，能更好地反射阳光。
4. 足以应对现实生活的耐用性
如果一个冷却石膏在淋雨或摩擦衣服时会损坏，那它就毫无用处。团队对涂层进行了“强韧度测试”：
- 水： 涂层具有疏水性（拒水性）。水不会像海绵一样吸收水分，而是会聚集成滴并滚落，类似于雨衣的效果。
- 阳光： 他们用紫外线照射了涂层 50 小时（模拟数周的阳光照射），冷却能力并未减弱。
- 刮擦： 他们用砂纸摩擦了涂层 50 次。虽然光泽度变得稍微暗淡了一点，但降温能力依然保持强劲。
- 灵活性： 涂层并没有让石膏变得脆弱；它实际上让石膏变得略微更有弹性，使其可以随手臂弯曲而不会开裂。
- 热量： 它能承受高达 700°C 的温度而不熔化或燃烧，证明其非常稳定。
为什么这很重要
论文指出，这项技术不仅仅适用于医疗石膏。由于该材料由废弃物制成、成本低廉且可以涂抹在弯曲或柔性的表面上，它也可以用于其他领域来保持凉爽，例如：
- 用于灾难救援的应急避难所。
- 用于在没有电力的情况下保持食物或药品凉爽的便携式容器。
- 为户外工作者或一线响应人员提供的防护装备。
简而言之，研究人员利用一种由回收骨骼制成的涂料，将一个僵硬、发热的医疗设备赋予了“超能力”，使其变成了一个能自然对抗热量的装置。
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