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郑州大学唯一单位发 Science 论文！

材料学网 · 公众号 · · 2024-09-03 09:00

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近日， 郑州大学橡塑模具国家工程研究中心申长雨院士和刘宪虎博士 ，在国际著名学术期刊 Science 发表了 “DNA and gelatin—a cool aerogel mix” 的观点（Perspective）论文(Science, 2024, 385, 30)。结合近年来辐射制冷领域的新进展，对当期Ma等发表的 Science 论文 “A photoluminescent hydrogen-bonded biomass aerogel for sustainable radiative cooling (Science, 2024, 385, 68) ”研究工作进行了评述，并对可降解生物高分子辐射致冷材料进行了展望。

郑州大学是论文唯一单位。

与传统制冷系统相比，聚合物被动辐射冷却器（PPRCs）具有能耗低、温室气体排放少的优点。然而，其大量的使用会引起人们对不可降解塑料的担忧。Ma等人报道了一种由DNA和明胶组成的气凝胶，其表现出固有的光致发光和高效的辐射冷却性能。这一发现有助于推动环保冷却材料的发展。

观点论文指出，尽管明胶-DNA气凝胶具有良好的辐射冷却性能，但其稳定性和耐候性远不如陶瓷冷却器。陶瓷材料可以承受恶劣的条件，包括高温、高压、酸碱环境，以及强烈的紫外线辐射。在室外环境中，它们不仅表现出长时间的持续冷却性能，同时还不受雨水和灰尘的污染。但是，为了增强太阳光反射率和发射率，以上陶瓷中都加入了大量的氧化铝纳米颗粒。这种金属氧化物纳米颗粒会对动植物造成严重的危害。例如，氧化铝纳米颗粒会渗入植物根部，阻碍小麦和玉米等作物的生长。因此，提高生物聚合物基PPRCs的稳定性和耐候性是一个挑战。

聚合物的老化速度与其结晶度成反比。因此，通过对可生物降解PPRCs结晶程度的可控调节，可以有效提高其稳定性和耐候性。在这方面，最有希望的生物基聚合物是聚乳酸（PLA），其具有与石油基聚合物相当的机械性能。而且，其辐射冷却潜力也已经被证实。此外，由于手性碳原子的存在，PLA被分为聚(l-丙交酯)或聚(d-丙交酯)。这两种大分子链在晶格内的交替排列可形成立构复合晶体，其熔点要比单分子链结晶形成的均质晶体高出50℃，具有更好的耐候性。因此，采用生物基PPRCs是减轻环境污染的一种有效方法，如由立体复合晶体组成的PLA可以在大型建筑物的稳定冷却中得到应用，从而提供大量的能源节约，并有助于在不损害环境的情况下缓解全球变暖。

刘宪虎教授 ，山东潍坊人，德国埃尔朗根-纽伦堡大学博士，全球高被引学者，英国皇家化学会会士，河南省杰出青年基金获得者。担任国际期刊Advanced Nanocomposites、 Polymers 等编委，获冯新德高分子奖（提名）等奖项。现主要从事高分子加工及其功能化方向。在申长雨院士和刘春太教授指导下提出了基于相分离法的聚合物多孔材料构筑及功能化策略（Macromolecules 2023, 56, 7606; Materials Horizons 2023, 10, 5060; Nano Toady 2023, 52, 101958; Advanced Functional Materials 2022, 32, 2207414; Environmental Science & Technology 2022, 56, 11818; Polymer 2021, 218, 123528; ACS Applied Materials & Interfaces 2019, 11, 14362; ACS Sustainable Chemistry & Engineering 2018, 6, 12580）; 近年来将光谱选择性概念引入高分子加工领域，提出利用光调控填料对光进行选择性调控的策略来制备具有特定功能的高分子基共混型新材料（Nature Communications 2024, 15, 3076; Nano-Micro Letters 2021, 13, 201）等。

该工作得到了河南省杰出青年科学基金等项目的资助支持。

文章链接：

https://doi.org/10.1126/science.adq5190

来源：科研绝技

郑州大学唯一单位发 Science 论文！

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