人們在戶外生產(chǎn)作業(yè)時會不可避免地暴露在高溫暴曬環(huán)境中，而建筑內部空調系統(tǒng)進一步加重了能源消耗和溫室氣體排放，產(chǎn)生嚴重的負反饋。那么，如何在緩解極端高溫對人體健康危害的同時，減少大量能源消耗，成為亟須解決的問題。

我國的多學科交叉團隊研發(fā)了一種基于形態(tài)學分級設計的無源降溫超材料技術，可在戶外暴曬環(huán)境下為人或物實現(xiàn)高效、可持續(xù)、零能耗的降溫。該技術制備的超材料織物由隨機光學超材料體系組成，內部包含大量隨機分布的、波長或亞波長尺度的微納散射體，因此可以在特定的波段提供寬譜散射，拓寬了隨機結構的光譜響應范圍，最終實現(xiàn)紫外—可見—近紅外波段，以及中紅外波段的寬光譜精準調控。該超材料織物具有高達92.4%的太陽反射率和94.5%的中紅外發(fā)射率，可為人體皮膚降溫近5℃，為汽車模型內部降溫近30℃。

在暴曬環(huán)境下，超材料織物如同一個為光線精心設計的迷宮。入射的太陽波段光線經(jīng)多次折射拐彎后，大部分被反射出去，無法到達皮膚。而人體熱量則可以通過織物表面，以熱輻射的形式傳輸?shù)胶涞挠钪婵臻g實現(xiàn)無源降溫。

批量制備的超材料纖維和織物，可通過刺繡、裁剪、縫紉等簡單工藝融入日常生活的各類產(chǎn)品中。此外，該織物可制備成防曬服、帳篷、汽車罩、傘等多種產(chǎn)品，在實際使用時可適應任意物體表面，從而保護暴露在陽光直射下的人體和物體免受高溫傷害。

光學超材料織物克服了長期以來難以將實驗室規(guī)模的熱管理織物應用于實際場景的挑戰(zhàn)，有效推動了傳統(tǒng)紡織工業(yè)的創(chuàng)新與發(fā)展。零能耗降溫新材料技術可以針對實際應用場景需求，實現(xiàn)包括薄膜和涂料等多種高分子材料器件的高效降溫功能，在未來有望服務于戶外施工、醫(yī)療健康、體育運動等多領域需求。

（來源：《科普時報》）