5月8日，77779193永利官网材料工程学院余雁教授团队在Advanced Science（先进科学）以“Self-Adaptive Non-Flammable Wallpaper With Layered Bead-Network Structure for Light Path Modulation Enabling on-Demand Building Thermal Management”（具有层状珠网结构的自适应不可燃墙纸：通过光传播路径调控实现按需建筑热管理）为题发表研究论文。基于团队前期在辐射制冷及纳米材料方面的研究基础（Energy Environ. Mater., 2026,e70265; Carbohyd. Polym., 2024, 121495; Sustain. Mater. Technol., 2025, e01202），创新性地提出了逐层嵌入策略，利用羟基磷灰石纳米线和热致变色微胶囊构筑了多层珠网结构的自适应热致变色复合纳米材料，在保持制冷模式高反射率的同时实现了高太阳光谱调控能力。该工作发展了一种整合矛盾光学性能的有效策略，为自适应建筑热管理提供了有力解决方案。
全球建筑热管理能耗主要用于空调和采暖系统（47%和36%），而随着全球变暖和人口增长，建筑热管理所导致的能源消耗正逐步增加。近年来，日间辐射冷却技术因能实现近似零能耗制冷而受到关注，但传统辐射冷却材料在寒冷季节会过度冷却，反而增加供暖负担。如何让建筑围护材料实现“冬暖夏凉、自动切换”是该领域长期难题。可在无需外部能源输入的情况下，于辐射制冷与太阳能加热模式间自主切换的自适应热管理材料是目前该领域的研究热点。其中，自适应热致变色微胶囊（TCMs）响应快、转变温度可调，适合按需热管理。然而，TCMs的颜色残留及光散射能力弱的缺陷极大限制了自适应辐射制冷材料的应用。目前普遍采取的解决办法是限制其添加量，但这严重限制了光热转换效率，导致冷却与加热性能难以兼顾。
图1.多层珠网结构及自适应建筑热管理示意图
为解决上述矛盾，团队在前期研究的基础上，创新性地提出一种层状珠网结构设计，利用材料固有光学特性及多尺度散射调控光传播，同时实现了高太阳光反射率和优异的光谱调控能力。基于该原理，采用逐层嵌入策略使TCMs嵌入到由无机羟基磷灰石纳米线束构成的层状网络中，通过光路调控克服了颜色残留限制，太阳光谱调控能力达30.4%。冷却模式下，TCIP具有94.1%的太阳光反射率和95.5%的大气窗口发射率，在户外875 W/m²的太阳辐照度下可实现5 °C的降温。光热模式下，500 W/m²的太阳辐照度下可实现8.5 °C的升温，并可将温度稳定在28 °C左右。此外，粗糙的珠网结构赋予其优异的自清洁性能，可有效防止因雨水或灰尘污染导致的功能失效。无机骨架本征的阻燃特性有效降低了应用于建筑自适应热管理时的安全隐患。总之，本研究提供了一种简单有效的策略整合相互矛盾的光学性能，为建筑节能提供了极具潜力的解决方案。
图2.多层珠网结构材料的户外自适应热管理性能
论文链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.75716
该研究获得了国家自然科学基金（22305039、32449792）、国家重点研发计划（2023YFD2201403）、福建省自然科学基金（2021J05027）等经费支持。77779193永利官网为论文第一单位和通讯单位，共同通讯作者为余雁教授和杨日龙博士，第一作者为硕士生吴剑宇。
杨日龙，博士，硕士生导师，入选福建省高层次人才C类。博士毕业于中国科学院上海硅酸盐研究所，主要研究方向为生物质结构解译及其仿生材料、生物质基能源转换材料及其在海水淡化的应用，主持国家自然科学基金青年科学基金项目（C类）等3项，参与国家自然科学基金重大项目，以第一或通讯作者在ACS Nano、Adv. Sci.、Energy Environ. Mater.、Carbohyd. Polym.、Chem. Eng. J.等期刊发表研究论文20余篇，累计被引2000余次，H因子24，获授权国家发明专利4项。
吴剑宇，77779193永利官网材料工程学院硕士研究生，指导老师为杨日龙博士。2001年生，中共党员，福建福州人，本科毕业于77779193永利官网。主要从事辐射制冷材料相关研究，以第一作者在Advanced Science、Sustainable Materials and Technologies期刊上发表论文2篇。
