[论文解读] High-Throughput In-Situ Fabrication of Fibrous Membranes Enables Scalable Passive Radiative Cooling

Hanzhuo Shao, Xiaoli Huang+6 more|arXiv (Cornell University)|Feb 7, 2026

Thermal Radiation and Cooling Technologies被引用 0

一句话总结

本文展示了一种高通量原位制备方法（溶液吹碎法）来制备嵌入Y2O3纳米颗粒的SEBS纤维膜用于被动辐射冷却，能够在非平面、非导电表面上实现可扩展性，且具可回收性。

ABSTRACT

Deploying fibrous membranes for passive daytime radiative cooling (PDRC) on large and irregular surfaces is highly desirable but remains challenging, owing to the slow deposition rates and the need for electrically conductive substrates in conventional electrospinning. Here, we demonstrate a high-throughput in-situ strategy for fabricating nanocomposite PDRC fibrous membranes via solution blow spinning. This method achieves deposition rates 8-12 times faster than electrospinning and can be applied directly onto nonplanar, nonconductive objects. The resulting membranes, composed of styrene-ethylene-butylene-styrene (SEBS) fibers embedded with Y2O3 nanoparticles, achieve sub-ambient cooling of up to 7.0 °C outdoors, effectively delaying ice melting. Moreover, they are fully recyclable through simple cleaning, dissolution, and reprocessing. This scalable and sustainable fabrication route provides a versatile and practical platform for integrating PDRC fibrous membranes across diverse surfaces, paving the way toward real-world thermal management applications.

研究动机与目标

• 解决在大面积或不规则表面上部署PDRC纤维膜的挑战。
• 开发在非平面、非导电基底上工作的高通量原位制备方法。
• 创建含SEBS与Y2O3的纳米复合纤维膜，提供显著的低于环境温度的冷却效果。
• 确保制备路线具有可扩展性、可回收性，并适用于现实世界的热管理。

提出的方法

• 使用溶液吹制法直接将SEBS/Y2O3纤维膜沉积在目标表面。
• 将沉积速率与传统电纺相比，报告8-12倍的加速。
• 在非平面和非导电基底上制备，以证明原位适用性。
• 通过近环境/户外的低于环境温度测量来表征冷却性能。
• 通过对膜的清洗、溶解和再加工来演示可回收性。

实验结果

研究问题

• RQ1 溶液吹制法是否能够在不规则表面实现PDRC纤维膜的高通量原位制备？
• RQ2 与电纺相比，在该应用中的沉积速率提升是多少？
• RQ3 嵌入Y2O3纳米颗粒的SEBS纤维在户外是否实现可观的低于环境温度的冷却并延缓冰融化？
• RQ4 所制备的膜是否通过简单清洗和再加工实现完全可回收？

主要发现

• 沉积速率比电纺快8-12倍。
• 由嵌入Y2O3纳米颗粒的SEBS纤维膜组成的膜在户外实现高达7.0 °C的低于环境温度的冷却。
• 在大型和不规则表面户外演示了冷却性能。
• 膜通过清洗、溶解和再加工实现完全可回收。
• 制备路线具有可扩展性，适用于非平面、非导电对象。