【摘 要】
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辐射制冷是一种无需消耗能量而实现降温效果的新型制冷方式。白色的辐射制冷材料缺乏美学特性,使实际应用受限,而传统的着色方式会显著降低辐射制冷材料可见光波段的反射率,影响辐射制冷性能。本文在具有良好辐射制冷性能的白色底层膜的表面,利用重力沉积自组装方法组装聚苯乙烯（Polystyrene,PS）三维光子晶体结构色表层,制备出可见光波段高反射率和中红外波段高发射率的多彩辐射制冷（Colored Pass
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辐射制冷是一种无需消耗能量而实现降温效果的新型制冷方式。白色的辐射制冷材料缺乏美学特性,使实际应用受限,而传统的着色方式会显著降低辐射制冷材料可见光波段的反射率,影响辐射制冷性能。本文在具有良好辐射制冷性能的白色底层膜的表面,利用重力沉积自组装方法组装聚苯乙烯（Polystyrene,PS）三维光子晶体结构色表层,制备出可见光波段高反射率和中红外波段高发射率的多彩辐射制冷（Colored Passive Radiative Cooler,CPRC）薄膜。结合SEM和UV-VIS-NIR分光光度计等表征方法和自制装置,对复合薄膜的光谱性能和实际降温效果进行研究。主要研究结果如下:（1）通过修正的布拉格方程理论计算PS三维光子晶体结构色薄膜呈现的颜色与纳米微球粒径的关系。利用重力沉积自组装法制备出不同颜色的具有面心立方堆积的PS三维光子晶体结构色薄膜。纳米微球的粒径在223-278 nm范围内,随着粒径增大,薄膜的颜色发生红移。理论计算的微球粒径与颜色的对应关系与实际实验相符。（2）探究了水性聚丙烯酸酯类（P（MMA-BA））粘结剂添加比例对结构色薄膜综合性能的影响。发现PS与P（MMA-BA）粘结剂的比例为10:1时,结构色薄膜稳定性良好,且PS纳米微球堆积结构缺陷少,颜色靓丽。（3）探究了底层膜填料含量、厚度和PS结构色膜层厚度对CPRC薄膜光谱性能的影响。研究发现底层膜填料含量70%,湿膜厚度为400μm,PS乳液最佳添加量为0.70 ml/cm~2时,CPRC薄膜性能较好。（4）初步探讨了CPRC薄膜的辐射制冷机理。表层不同粒径的PS三维光子晶体不吸收太阳光而发生干涉和衍射的相互作用呈现不同颜色;透过表层的太阳光经过底层膜再次反射,实现太阳光谱高反射率;同时底层膜提供中远红外的高发射率,实现CPRC薄膜优良的辐射制冷性能。（5）实际降温测试发现,在正午时段,绿色PS三维光子晶体结构色的CPRC薄膜最高温度比灿烂绿染料着色（颜色相同）的CPRC薄膜最高温度低3.50°C。
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