被动日间辐射冷却（PDRC）技术因无需外部能源输入即可实现零能耗降温，被视作传统高耗能制冷的有力替代方案。然而，当前PDRC材料仍面临三大核心挑战：（1）即便具有高反射率，仍有部分太阳光能量未被反射，削弱冷却效率；（2）高发射率在寒冷环境下可能导致“过冷”；（3）周围环境热输入及吸收的太阳辐射会升高体系温度，降低整体冷却性能。传统策略多依赖光学动态调控，但往往制备复杂、调控范围有限。
刘向东团队提出了一种将相变储热功能集成于PDRC双层薄膜的创新策略，相关工作发表在Chemical Engineering Journal 上。研究团队首先以聚乙二醇（PEG）和六亚甲基二异氰酸酯三聚体（HDIT）为原料，合成了具有三维交联网络的固-固相变聚氨酯（SSPCM-PU）基体，有效解决了传统PEG固-液相变材料易泄漏的难题。在此基础上，通过分层涂覆构筑了上层为TiO₂反射层、下层为TiO2/Cs0.33WO3吸收层的双层薄膜结构（TiO2/Cs0.33WO3-PU）。
该双层结构实现“各司其职”的协同光学管理：上层TiO₂（添加量10 wt%）凭借高折射率和宽谱散射特性，实现84.46%的太阳光反射率；未被反射的剩余太阳光则被下层Cs0.33WO3（添加量5 wt%）几乎完全吸收，从而实现零透光率（透射率仅0.32%）。同时，聚氨酯基体中丰富的C–O、N–H等化学键振动赋予其在大气窗口（8–13 μm）高达93.08%的发射率。更为关键的是，SSPCM-PU基体的固-固相变效应（相变温度32.15 °C，潜热68.41 J/g）能够在日间吸收多余热量、延缓温升，在夜间释放热量、缓解过冷，有效平抑温度波动。在100 mW/cm²模拟太阳光照射下，该双层薄膜可实现14.3 °C的降温效果；考虑相变贡献后，其日间和夜间冷却功率分别达113.77 W/m²和173.19 W/m²。
此外，该材料展现出优异的热稳定性（分解温度367 °C）、疏水性（水接触角>105°）、循环稳定性（100次热循环后潜热保持率>97%）和抗紫外老化性能（168小时UV照射后反射率仅下降4.45%），且无任何泄漏风险。在人体热管理、食品保鲜（如生菜冷藏）和电子设备散热等场景中均展现出显著优势。
该工作将相变储热与被动辐射冷却巧妙融合，为解决传统PDRC材料的热输入和过冷问题提供了新范式，也为长效户外热管理材料的开发开辟了新路径。研究得到国家自然科学基金（22175171）、吉林省人才计划（20240602112RC）、吉林省创新创业人才项目（2023QN04）及中国科学院先导专项（XDC06020402）等资助。
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