7月5日，鄭州大學(xué)橡塑模具國家工程研究中心申長(cháng)雨院士和劉憲虎博士，在國際著(zhù)名學(xué)術(shù)期刊《Science》發(fā)表了“DNA and gelatin—a cool aerogel mix”的觀(guān)點(diǎn)（Perspective）論文(Science, 2024, 385, 30)。結合近年來(lái)輻射制冷領(lǐng)域的新進(jìn)展，文章對當期Ma等發(fā)表的Science論文“A photoluminescent hydrogen-bonded biomass aerogel for sustainable radiative cooling (Science, 2024, 385, 68)”研究工作進(jìn)行了評述，并對可降解生物高分子輻射致冷材料進(jìn)行了展望。鄭州大學(xué)是論文唯一通訊單位。

與傳統制冷系統相比，聚合物被動(dòng)輻射冷卻器（PPRCs）具有能耗低，溫室氣體排放少的優(yōu)點(diǎn)。然而，其大量的使用會(huì )引起人們對不可降解塑料的擔憂(yōu)。評述論文指出，盡管明膠-DNA氣凝膠具有良好的輻射冷卻性能，但其穩定性和耐候性遠不如陶瓷冷卻器。陶瓷材料可以承受惡劣的條件，包括高溫、高壓、酸堿環(huán)境，以及強烈的紫外線(xiàn)輻射。在室外環(huán)境中，它們不僅表現出長(cháng)時(shí)間的持續冷卻性能同時(shí)還不受雨水和灰塵的污染。因此，提高生物聚合物基PPRCs的穩定性和耐候性是一個(gè)挑戰。

聚合物的老化速度與其結晶度成反比。因此，通過(guò)對可生物降解PPRCs結晶程度的可控調節，可以有效提高其穩定性和耐候性。在這方面，最有希望的生物基聚合物是聚乳酸（PLA），其具有與石油基聚合物相當的機械性能。而且，其輻射冷卻潛力也已經(jīng)被證實(shí)。此外，由于手性碳原子的存在，PLA被分為聚(l-丙交酯)或聚(d-丙交酯)。這兩種大分子鏈在晶格內的交替排列可形成立構復合晶體，其熔點(diǎn)要比單分子鏈結晶形成的均質(zhì)晶體高出50℃，具有更好的耐候性。因此，采用生物基PPRCs是減輕環(huán)境污染的一種有效方法，如由立體復合晶體組成的PLA可以在大型建筑物的穩定冷卻中得到應用，從而提供大量的能源節約，并有助于在不損害環(huán)境的情況下緩解全球變暖。

劉憲虎博士研究領(lǐng)域主要集中在高分子加工及其功能化方向。在申長(cháng)雨院士和劉春太教授指導下提出了基于相分離法的聚合物多孔材料構筑及功能化策略（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）; 近年來(lái)將光譜選擇性概念引入高分子加工領(lǐng)域，提出利用光調控填料對光進(jìn)行選擇性調控的策略來(lái)制備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。

該工作得到了河南省杰出青年科學(xué)基金等項目的資助支持。

文章鏈接：https://doi.org/10.1126/science.adq5190