热致变色水凝胶通过动态调节被动辐射冷却和太阳能加热实现热稳态

热稳态可以将温血生物的体温维持在一个狭窄的范围内，避免体温过低，保证生命活动的正常进行。热稳态可以使目标内部温度对周围环境的温度变化相对不敏感，这对设备的高效运行和材料的使用寿命具有重要意义。当前维持热稳态的系统需要消耗电力，这对能源消耗和全球变暖非常不利。最近，武汉理工大学团队通过热致变色水凝胶的可调阳光散射行为提出了一种新的热稳态程序，无需外部能量输入，如电能和机械能。

由热稳态程序生成的夹层结构热稳态器（SSTH）由三部分组成：顶部的辐射冷却部分、中间的热致变色部分和底部的太阳能加热部分。基于SSTH的热稳态的可行性已经在理论上和实验上得到验证。在环境空气温差超过 6°C 的情况下，SSTH 可以将自身的温差保持在 1.2°C 以内。SSTH 是实现热稳态的简单可行的范例。团队提出的这种新的热稳态方法可以填补当前热稳态控制手段的空白，作为现有建筑环境控制系统的补充手段，向零能耗建筑进一步迈进，显示出巨大的潜力。

图 3. 基于 SSTH 的热稳态可行性的实验验证。

相关论文以题为Thermal Homeostasis Enabled by Dynamically Regulating the Passive Radiative Cooling and Solar Heating Based on a Thermochromic Hydrogel发表在《ACS Photonics》上。通讯作者是武汉理工大学夏志林教授。

参考文献：

doi.org/10.1021/acsphotonics.1c00967