被动辐射制冷织物为降低热管理能耗提供了可持续路径，然而其传统制备过程中对石油衍生材料与复杂涂层工艺的依赖，严重制约了环境兼容性与力学耐久性。纤维素作为理想替代材料，凭借其可再生来源、可生物降解特性，以及源于C–O–C/C–O振动带的固有红外活性（在8–13 μm大气窗口波段）展现出显著优势。基于此，通过将纤维素与仿皮肤皱纹结构设计相结合，可实现了光学性能、穿着舒适度与可扩展制造之间的协同平衡。

近日，东华大学材料科学与工程学院、先进纤维材料全国重点实验室孔维庆/朱美芳课题组通过从人体皮肤的多层结构与热调节机制中获得灵感，设计了具有仿表皮褶皱结构的纤维素/纳米二氧化硅辐射制冷纤维（RCSF）（图1）。

图1 仿生设计与RCSF的可扩展制造

该纤维表面呈现出独特的仿皮肤褶皱突起（高度≈2.0 μm），其微纳米分级粗糙度是原始纤维的四倍。这种协同结构不仅显著提升了太阳光的散射效率，更因其增大的比表面积和形成的空腔结构，有效优化了纤维在人体红外波段（中红外）的吸收与发射率，从而增强了辐射制冷性能。研究表明，纳米二氧化硅通过氢键与纤维素基质牢固结合，构成了稳定的微纳分级结构（图2）。

图2 RCSF的形态和结构特征

通过对RCSF的光学性能和户外性能测试（图3），该纤维表现出优异的辐射制冷性能，能实现高反射率（93.7%）与高红外发射率（0.98）的协同，同时在户外 800W/m2太阳辐射下实现100.1W/m2净制冷功率，较再生纤维素纤维降温5 °C。

在实际应用中，RCSFs-50织物表现出卓越的综合性能：室内降温效果达3.39°C，较棉织物提升139%；户外使用时表面温度持续低于体表5°C。其透气性为涤纶的9.5倍、棉的1.73倍，透湿性与棉相当。在865 W/m2太阳辐照下，其温度较棉和涤纶分别低5.8°C和9.1°C。经过10次洗涤磨损后，仍保持97.6%的冷却效率，展现出优异的耐久性（图4），为可持续户外冷却纺织品的开发奠定了坚实基础。

图3 RCSF的光学特性与户外测试性能

图4可穿戴性能

东华大学材料科学与工程学院博士生李绮华为本论文的第一作者，通讯作者为孔维庆副研究员。相关成果近期以“皮肤皱纹启发的微纳米纤维素复合纤维实现高效日间辐射制冷（Eco-Friendly Skin-Wrinkle-Inspired Micro-Nano Structured CelluloseComposite Fibers for Highly Efficient Daytime Radiative Cooling）”为题发表在《ACS Nano》上。该工作得到了上海东方英才（青年项目）等资助。

原文地址：https://doi.org/10.1021/acsnano.5c06103