随着世界能源需求的不断提高,人类面临愈发严重的能源短缺问题,在这种形势下,“零能耗,无污染”即可实现制冷降温的辐射制冷技术获得了人们的关注,该技术可以通过大气红外窗口,以热辐射的方式将热量输送至外太空。然而,目前基于辐射制冷技术的材料开发,大多重视光谱特性而忽视材料结构稳定性和使用舒适性。本文受启发于人体皮肤的光学和力学特性,通过借鉴人体皮肤的结构特点并加以研究和改造,成功设计并制备出一种兼具良好透气性,耐久性和柔韧性的高效仿生辐射制冷面料,并对其结构与性能进行了较为全面的研究。首先开展了辐射制冷面料光谱辐射特性的仿真优化设计。基于人体皮肤设计了基材纤维随机交联的双层仿生结构及表面褶皱与微纳孔隙结构,利用FDTD算法,研究与优化影响光谱辐射特性的相关结构单元参数,包括粒子粒径、粒子体积分数、结构厚度以及表面形貌等,确定最佳参数,以实现在太阳光谱波段的高反射率和在大气窗口波段的高发射率,提高辐射制冷性能。然后进行了辐射制冷面料的制备与性能表征。基于优化得到的最佳结构参数,实际制备了包含双层仿生结构的辐射制冷面料。采用测试设备对其微观结构、光学特性、拉伸特性、透气防水性能进行表征。结果表明:面料表面具有随机褶皱及微观孔隙结构,尺寸与仿真优化结果接近;面料在太阳光谱平均发射率为97%,在大气窗口波段发射率为97%,最大拉伸强度达6.9MPa,且具有良好的透气防水性能,疏水处理后面料与水接触角达125°。最后对辐射制冷面料进行了多组户外性能测试。搭建样片户外降温测试装置,实验结果表明,面料在实际应用中仍具有良好性能,午间时段内面料样片平均降温可达13.8℃。面料应用场景广泛,本文对应搭建了多组户外测试装置并进行了实验,实验中,面料制备成的辐射制冷帐篷与辐射制冷遮阳帽均表现出良好的降温效果和使用舒适性。同时分析发现面料的制冷效果受到环境气象条件的影响,在更理想的气象条件下,面料还将表现出更好的降温性能。本文制备的辐射制冷面料降温效果明显,耐久性良好,使用舒适,应用场景众多,且制备简便,有望进一步实际推广应用。同时本文应用的仿生学设计为高效辐射制冷材料的开发提供了新的设计思路。