本站讯  近日，山东大学机电与信息工程学院郭春生课题组与墨尔本皇家理工大学（RMIT）贾宝华院士团队合作，在光学新刊《eLight》发表题为“Highly efficient flexible structured metasurface by roll-to-roll printing for diurnal radiative cooling”的研究论文，展示双方团队在光学和热学结合领域的最新成果。在这项研究中，RMIT博士生林耕德和山东大学&斯威本科技大学（澳大利亚）联合培养的博士生年显勃同为文章第一作者，RMIT教授贾宝华和山东大学副教授郭春生为通讯作者。

理想的辐射制冷器需要具备准确的光谱控制能力，以实现在大气透明窗口（8-13 μm）内的高效热辐射，同时需要具备低太阳吸收率、良好的稳定性、可扩展性和简单的结构，以实现有效的昼夜辐射制冷。基于聚合物的柔性冷却薄膜依赖于聚合物固有吸收特性，是一种经济高效的解决方案，但在光谱控制方面缺乏准确性。在本研究中，团队提出并演示了一种基于聚合物薄层中周期性排列的三维（3D）沟槽状结构的超表面概念，用于高性能辐射制冷。这种结构化的聚合物超表面辐射制冷器是通过卷对卷印刷方法制造的。它具有卓越的光谱宽度和选择性，提供了在大气透明窗口内的杰出全向吸收/辐射效果（96.1%），低太阳吸收率（4.8%）和高稳定性。在晴天的中午，实现了令人印象深刻的冷却功率（129.8 W/m²）和温度降低（7 ℃），有望在节能和被动散热领域具有广泛的实际应用。

图1. (a) 3D结构聚合物超材料辐射冷却(PMRC)膜的卷对卷制造工艺的步骤示意图(b) PMRC薄膜的照及(c) SEM俯视图

图2. PMRC膜应用于冷却水箱装置的照片和示意图及其冷却效果

参与本项研究的两方团队有着深厚的合作基础，共同完成项目合作和博士生的培养。本项研究工作得到了山东省自然科学基金（ZR2021ME162）、苏州市科技计划（SYG202118）项目资助，同时也得到了澳大利亚研究理事会（Australia Research Council）通过发现项目计划的支持（DP190103186、DP220100603）。

《eLight》于2021年6月正式创刊，是由中国科学院长春光学精密机械与物理研究所、Springer Nature出版集团合作出版的全开放获取、可选开放透明评审期刊。《eLight》是卓越计划高起点新刊，作为国际顶尖光学期刊《Light: Science & Applications》（IF：20.257）的姐妹刊，由《Light: Science & Applications》原班编辑团队打造，仅接收最顶尖、有影响力的前沿工作，致力于发掘、报道光学相关的新兴交叉学科，引领其发展。《eLight》的创刊主编为美国发明院院士、加州大学洛杉矶分校校长教授Adyogan Ozcan，新加坡国立大学院长讲席教授Cheng-Wei Qiu（仇成伟）。其编委团队包括来自哈佛大学、麻省理工学院、斯坦福大学、耶鲁大学、剑桥大学、加州大学、宾夕法尼亚大学、洛桑联邦理工学院（EPFL）、澳大利亚国立大学、新加坡国立大学、柏林工业大学、弗朗什-孔泰大学、东南大学、武汉大学等的31位顶级科学家，编委平均H指数>70，院士占比超过30%。

作者简介：

林耕德博士，澳大利亚优青获得者、高级研究员。

年显勃硕士，就读于山东大学，现为山东大学与斯威本科技大学合作建设的科研平台联合培养的博士生。

贾宝华教授，澳洲工程院院士，全球认可为光子技术领域的领军人物和创新者。现任RMIT科学学院的终身教授和澳大利亚研究理事会未来学者（三级）。在加入RMIT之前，贾教授是澳大利亚斯威本科技大学的终身教授、转化原子材料中心的创始主任和研究领袖。同时也是澳大利亚原子材料与纳米制造中心（ACAN）的首任主任。贾教授是Optica（前身为美国光学学会（OSA））的当选会员，也是英国材料、矿产和矿业学会（IoM3）的当选会员。自2019年以来，她一直是澳大利亚研究理事会专家委员会的成员。贾教授的研究重点是光与纳米材料的基础相互作用。特别是她在二维材料激光操控方面的研究，已经推动了功能性纳米结构和纳米材料的设计与制造，用于高效利用和储存太阳能、净化水和空气以维护清洁环境，以及用于成像、光谱学和纳米制造的超快激光技术，以推动高速全光通信和智能制造。她是300多篇科学论文的合著者，这些论文发表在高影响力期刊上其中有50篇发表在影响因子大于10的期刊上，60多篇发表在影响因子大于6的期刊上。在过去的10年里，贾教授作为主要研究者获得了超过7000万美元的研究资助，作为主要促进者获得了额外的1000万美元，资助来自澳大利亚联邦政府、维多利亚政府和工业界。她开发了15项专利和专利申请，这些专利直接从工业界获得了超过2000万美元的投资回报。

郭春生，山东大学机电与信息工程学院副教授、副院长，带领的微纳制造与能源科学研究团队聚焦国际上热学、流体力学、材料科学、光子学等多学科交叉研究领域中的热点问题，在航天热控环路热管、5G芯片微纳尺度靶向散热技术、微纳尺度传热与流动机理、薄膜热电材料、冷却辐射薄膜技术等方向取得了丰硕的研究成果。近年来，团队在Nano Energy、Carbon、International Journal of Heat and Mass Transfer等期刊发表多篇论文，并指导本科生科研团队在互联网+、挑战杯、节能减排等教育部公认的重要科技竞赛中获奖百余项。承担山东省重点研发计划，主持各级计划项目20余项，以第一发明人身份获得授权国家发明专利100余项。荣获威海市青年科技奖，入选山东大学（威海）青年学者未来计划、威海市校地人才合作计划。