近日，999全讯白菜网顾敏院士、张轶楠教授团队在材料领域顶级期刊《先进功能材料》（Advanced Functional Materials）上发表题为“面向户外电子设备的仿生高导热辐射制冷结构设计”（Bioinspired Design of Thermally Conductive Radiative Cooling Structure for Outdoor Electronic Devices）的创新研究成果。999全讯白菜网博士生王昭为第一作者，张轶楠教授和王彤特聘副研究员为通讯作者，999策略白菜官方网站为唯一单位，顾敏院士对该工作提供了重要指导。
随着人工智能技术推动户外电子设备向高功率密度与微型化加速发展，5G基站、LED芯片及无人机等设备的热流密度呈现指数级增长，对设备热管理提出严峻挑战。被动日间辐射制冷（PDRC）技术通过大气透明窗口（8-13μm）向宇宙深冷空间辐射散热，展现出零能耗散热技术的独特优势。然而，现有PDRC材料受限于本征热导率不足和非辐射传热路径缺失的双重制约，在强太阳辐照与超高热流密度的综合作用下，其热管理效能显著衰减，难以满足新一代电子器件的持续稳定运行需求。
基于此，研究团队受鲍鱼壳有序"砖-泥"结构的仿生启示，创新性地设计了六方氮化硼/聚乙烯醇（h-BN/PVA）仿生复合薄膜。通过真空辅助过滤工艺，实现了h-BN纳米片在PVA基体中的高度定向组装，兼具高太阳反射率（96.5%）、宽带中红外发射率（0.95）以及高热导率（23.6 W m-1 K-1）。该研究的核心创新之处在于将仿生结构设计与多物理场耦合机制相结合，通过优化导热路径与光散射界面，同步提升热传导与辐射制冷效率，显著降低了户外电子设备的热平衡温度（13.49 ℃），并揭示了非辐射传热系数对户外设备热管理的关键作用。该成果为应对人工智能芯片所面临的高能耗挑战提供了重要技术支撑，也为"双碳"目标下新一代高功率户外电子设备的可靠运行开辟了新路径。
该工作得到了国家自然科学基金委员会、上海市科委等项目支持，相关技术已申请发明专利。
仿生复合薄膜在户外电子设备热管理的应用原理图
DOI: 10.1002/adfm.202501646
