辐射自降温是指地球表面的物体在0.3-2.5 μm的太阳光波段具有高反射率以减少吸收太阳光产生的热量,并且可以通过8-13 μm波段的“大气透明窗口”向超冷外太空辐射热量,从而使吸收的热辐射小于发射的热辐射以达到降低温度的目的。然而,大多数辐射自降温材料在户外应用时容易被污染或者受机械磨损、冲击等作用从而影响其光学性能并降低降温效果,因此提高辐射自降温材料的防污性能和机械稳定性对于延长其服役寿命具有重要意义。基于此,本课题以具有高红外发射特性的低表面能聚合物聚二甲基硅氧烷（polydimethylsiloxane,PDMS）为基体,通过引入纳米粒子或者对聚合物基体进行模板致孔以获得表面及内部具有粗糙结构的聚合物薄膜,利用聚合物的高红外发射特性和薄膜粗糙结构提供的高反射特性赋予材料辐射自降温功能,利用聚合物的低表面能特性和适应的表面粗糙度使材料具有超疏水性能从而提高防污性,优化结构设计,建立耐用超疏水辐射自降温PDMS基材料的制备方法。具体研究内容如下:（1）将PDMS与ZrO2颗粒进行复合形成分散液,然后将PDMS/ZrO2分散液浇铸并热固化成膜,然后在PDMS/ZrO2膜的表面喷涂PDMS/SiO2分散液对其进行疏水化处理,最终获得内部随机分布ZrO2微纳米粒子、表面具有超疏水性能的PDMS基辐射自降温薄膜。采用场发射扫描电子显微镜（SEM）观察薄膜内部和表面形貌;采用视频光学接触角测量仪（OCA）检测薄膜表面润湿性;采用紫外-可见-近红外分光光度计（UV-VIS-NIR）及傅里叶红外光谱仪（FTIR）检测薄膜太阳光反射率及中红外发射率。研究ZrO2微纳米粒子粒径及用量、薄膜厚度、喷涂液中SiO2用量等因素对薄膜表面微观形貌、润湿性及光学性能的影响;采用自制测试装置研究薄膜的降温性能,考察薄膜辐射自降温性能与超疏水性能的稳定性,对比污泥污染对薄膜降温性能以及超疏水性能的影响。结果表明,制备的薄膜表面接触角可达156°±2°,滚动角为0.3°±0.1°,呈现优异的自清洁性能。薄膜的太阳光反射率高达95.3%,红外发射率大于90%。在太阳光直射下,薄膜可实现平均11.71℃的降温效果。薄膜的自清洁性能使其不受泥土污染,降温性能与原始样品基本保持一致,而且其超疏水性还具有一定的耐磨稳定性。薄膜经不同pH值溶液浸渍168 h,或紫外光照168 h后,仍具有良好的超疏水性和辐射自降温性能。（2）将PDMS和水混合并用机械搅拌使其形成PDMS/水油包水乳状液,然后对PDMS/水乳状液进行浇铸、脱气、成膜和加热使PDMS固化同时水分蒸发,形成内部具有多孔结构的PDMS薄膜,最后使用砂纸对多孔PDMS薄膜的表面进行打磨,得到表面粗糙、内部多孔的超疏水PDMS辐射自降温薄膜。采用SEM对薄膜的表面及内部形貌进行观察;采用OCA检测薄膜表面润湿性;采用UV-VIS-NIR及FTIR检测薄膜太阳光反射率及中红外发射率。研究水的用量、搅拌速率、固化温度、干燥温度等对薄膜微观结构的影响及其与超疏水性和辐射自降温性之间的关系;考察薄膜的超疏水与辐射自降温的稳定性;考察自清洁性能对薄膜辐射自降温稳定性的影响。结果表明,PDMS薄膜的表面接触角可达165°±2°,滚动角为2°±0.1°,太阳光反射率与红外发射率分别高达95.1%和93.1%。在户外阳光直射的条件下,薄膜可实现平均12.73℃、最高17.0℃的降温效果。该薄膜经1kg重物负载12 h、168 h酸/碱/盐溶液浸渍或168 h紫外光照后,其超疏水性能和降温效果与原始薄膜基本一致,薄膜稳定的自清洁性能有效地避免了外界环境的污染从而维持长期辐射降温效果。此外,薄膜还具有优异的耐磨稳定性。本课题建立了液相浇铸成膜和表面改性制备PDMS基超疏水辐射自降温材料的方法,实现了超疏水和辐射自降温功能的协同共存,利用自清洁性能提高辐射自降温材料表面的防污特性,从而保障辐射自降温材料的光学稳定性,延长其服役寿命。本研究不仅为辐射自降温材料的耐久性提供了新的科学思路和方法,而且有望推动该材料的大面积使用。