SiO₂辐射制冷纳米纤维膜的制备及其在太空极端环境下的应用

摘要

将被动式辐射制冷技术应用于航天器的散热降温管理，可有效避免航天器内部器件因高温而无法正常工作的问题。以聚乙烯醇（PVA）、硅酸四乙酯（TEOS）、磷酸和去离子水为原料，采用静电纺丝法结合高温煅烧技术，制备具有辐射制冷性能的二氧化硅（SiO₂）纤维膜，并对其室外辐射制冷效果、纤维力学性能和极端高温与紫外辐照环境下的耐用性能进行研究。结果表明：SiO₂纳米纤维膜具有良好的日间辐射制冷性能，最大降温幅度达17℃;具有良好的柔性，有效解决了无机纤维膜因力学性能差而易断裂的问题。在长期紫外辐照下，光谱性能未发生衰减，紫外-可见-近红外波段的反射率为94.5%,中红外波段的发射率为81.6%,在极端高温环境下其表现出长期耐用性。SiO₂纳米纤维膜通过辐射制冷的方式，为航天器热管理应用提供了新的可能性。

关键词

辐射制冷 / 极端环境 / 静电纺丝 / 二氧化硅 / 纤维膜