Material and Structure Tailored La‐Doped ZrO 2 Submicrosphere Metacoatings for High‐Performance Space Radiative Cooling

材料科学 热发射率 光电子学 带隙 吸收率 辐射传输 热的 辐射冷却 掺杂剂 吸收(声学) 热光电伏打 蒙特卡罗方法 热辐射 衰减系数 辐照 工作(物理) 热稳定性 光子晶体 格子(音乐) 兴奋剂 光学 太阳能电池 积分球 热障涂层 功率密度 辐射 传热 体积分数 电子能带结构 光子学 纳米技术
作者
Hao Gong,Liping Tong,Zhongyang Wang,Xiaokun Song,Lei Wu,Zhiyuan Zhao,Yan Zheng,Gang Liu,Hao Luan,Shuqiang Xiong,Tongxiang Fan,Xiao Zhou
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:36 (33) 被引量:1
标识
DOI:10.1002/adfm.202528343
摘要

ABSTRACT Advancing space thermal management requires radiative cooling materials with ultralow solar absorptance and exceptional irradiation resistance, yet conventional coatings fall short due to intrinsic UV absorption, suboptimal material, and structural design. Here, bandgap engineering is integrated with photonic structure optimization to develop all‐inorganic metacoatings that overcome these issues. Density functional theory identifies La as ideal dopant for ZrO 2 , as it enlarges the bandgap and enhances lattice stability, suppressing UV absorption and irradiation‐induced defect formation. Monte Carlo simulations determine the optimal submicrosphere diameter (∼0.7 µm) and volume fraction (35%) for maximal solar backscattering. Then we successfully and controllably synthesized the designed La‐doped ZrO 2 submicrospheres and fabricated metacoatings via scalable spray‐coating. The metacoating achieves ultralow solar absorptance ( α s = 0.061) and high thermal emittance ( ε = 0.941) at ∼100 µm, yielding the lowest α s / ε value among the commercial and reported coatings. Under AM0 illumination, it delivers a net cooling power of 280 W·m −2 and reduces temperature by 78°C relative to uncoated Al substrate. The metacoating exhibits excellent irradiation stability with minimal optical degradation after proton, electron, atomic oxygen, and UV exposures, and remains stable after 50 thermal cycles (−196°C to 150°C). This work offers a general strategy for high‐performance radiative cooling materials in extreme space environments.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
1秒前
cdercder应助ye采纳,获得10
1秒前
wanci应助科研搬运工采纳,获得10
1秒前
Lucas应助寒冷的断秋采纳,获得10
2秒前
WANG发布了新的文献求助20
2秒前
2秒前
可爱的函函应助席康采纳,获得10
2秒前
非雨非晴完成签到,获得积分10
3秒前
所所应助MSYMC采纳,获得10
4秒前
余弦线完成签到,获得积分10
5秒前
gwy给gwy的求助进行了留言
5秒前
xyt071365完成签到,获得积分10
5秒前
田様应助查文献采纳,获得10
5秒前
6秒前
海星发布了新的文献求助10
6秒前
chi发布了新的文献求助10
6秒前
上官若男应助苏半夏采纳,获得10
8秒前
迷路的绿海完成签到,获得积分10
8秒前
lin完成签到 ,获得积分10
8秒前
酷炫大树发布了新的文献求助20
9秒前
汉堡包应助Auba采纳,获得10
9秒前
泡面发布了新的文献求助10
9秒前
非雨非晴发布了新的文献求助10
9秒前
Zac完成签到,获得积分10
9秒前
RF发布了新的文献求助10
9秒前
现安完成签到,获得积分10
12秒前
无花果应助高兴的万宝路采纳,获得10
12秒前
12秒前
YANG发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
情怀应助WANG采纳,获得20
13秒前
13秒前
7747完成签到,获得积分10
14秒前
嘻嘻哈哈应助ye采纳,获得10
15秒前
16秒前
16秒前
17秒前
17秒前
17秒前
高分求助中
The Graphene Handbook (2019 Edition) 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
IEST-RP-CC018: Cleanroom Cleaning and Sanitization: Operating and Monitoring Procedures 600
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 600
久松真一著作集〈第5巻〉禅と芸術 500
Fundamentals of Modern Mathematics: A Practical Review (Dover Books on Mathematics) 500
Cold War Transcended: Australia's China Policy, 1949-1990 470
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6602514
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8370946
关于积分的说明 17915898
捐赠科研通 5759030
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2955146
邀请新用户注册赠送积分活动 1930220
关于科研通互助平台的介绍 1826671