近日，物理科学单元报告（Cell Reports Physical Science）发表了普渡大学机械工程学院和Birck纳米技术中心研究人员的最新成果，其开发的六方氮化硼hBN丙烯酸涂料可实现97.9%的太阳反射率和0.83的大气窗口发射率，而厚度却仅为150μm，重量为0.029g/cm^2,，这种超轻薄高反射组合的超白涂料可用于包括航天航空在内的实际应用之中。

论文地址：https://doi.org/10.1016/j.xcrp.2022.101058

去年4月，普渡大学的这个研究团队开发了能反射98.1%阳光的聚四氟乙烯（特氟龙）和硫酸钡体系极白涂料。这个令人难以置信的壮举的唯一问题是油漆的厚度。“为了达到低于环境温度的辐射冷却水平，我们必须涂上一层至少 400μm厚的油漆，在具有精确尺寸和重量要求的应用中，油漆需要更薄更轻。”论文地址：https://doi.org/10.1021/acsami.1c02368

辐射冷却涂料的制备和表征

(A) hBN-丙烯酸涂料制造过程示意图和涂漆样品的示例图像。

(B) hBN 纳米片的顶部和侧视图 SEM 图像。纳米片的直径和厚度分布分别确定为332±193和45±3nm。

(C) 直方图中显示的50个粒子的粒径分布，测量的直径的最大比例显示在280和330nm之间。

(D) hBN-丙烯酸纳米复合涂层的SEM图像，包括俯视图和横截面图。

如上图，hBN 的较高折射率和纳米片形态产生了类似Mie散射的高散射系数和类似Rayleigh散射的强反向散射的不寻常组合，这两者都有利于高太阳反射率。此外，使用的纳米片的直径为332±193nm，其中平均直径最适合强烈散射太阳光谱，与单一尺寸相比，不均匀的直径分布可实现有效的宽带散射。选择60%体积浓度的高纳米片负载用于最大化光散射，同时保持聚合物粘合剂的理想机械性能。最终得到的六方氮化硼新配方体系涂料的反射率与之前几乎相同，但厚度却减少70%，而且由于其多孔性，比此前的涂料轻80%之多。

值得一提的是，hBN纳米片的成本高于硫酸钡纳米颗粒。然而，在需要辐射冷却的重量敏感型应用（例如航空航天技术、飞机、车辆和可穿戴技术）中，轻质、薄的hBN漆层仍然具有显着优势。在可穿戴设备中，通常只需要少量的轻质涂层。在飞机中，看似微小的重量减轻可能会导致燃料消耗和相关CO₂排放量的显着降低。

编译 YUXI

本文为粉体圈原创作品，未经许可，不得转载，也不得歪曲、篡改或复制本文内容，否则本公司将依法追究法律责任。