图1.形状稳定、机械增强、3D打印机械超材料结合石墨烯气凝胶相变材料(PCM)的原理图设计。

由于建筑物和基础设施吸收和再发射太阳辐射，城市热岛显着影响热舒适度并加剧与热相关的健康问题。传统的辐射冷却纺织品在MIR区域设计为宽带发射器，由于周围结构发出的热辐射，在城市环境中效果较差。然而，SSHF织物设计用于主要在8至13 um的大气传输窗口(ATW)内发射辐射，从而最大限度地减少周围环境的热量增益并最大限度地提高冷却性能。图1A和1B说明了可穿戴织物在开放和城市环境中运行的典型场景。这些纺织品的辐射冷却性能受到其方向和周围环境的显着影响。图1C展示了光学和红外图像，展示了城市结构如何充当热源，从而挑战传统冷却纺织品的有效性。图1D对比了宽带和光谱选择性纺织品的冷却能力，显示了后者在高太阳强度条件下的卓越性能。图1E描述了这些纺织品在开放场景中的冷却能力，而图1F则侧重于城市环境，说明了选择性纺织品在这些条件下的显着优势。

图2.3D-MPGA的制作工艺。

中红外光谱选择性纺织品的制备需要具有主要在ATW内振动的特定化学键的材料。聚甲基戊烯(PMP)因其分子组成与所需的选择性发射光谱非常吻合，被认为是理想的候选材料。图2A显示了PMP的分子结构，突出显示了其选择性键合特性。图2B提供了各种聚合物发射光谱的比较分析，证明了PMP卓越的选择比。图2C中导出的PMP复折射率进一步验证了其选择性发射率的潜力。图2D显示了计算出的PMP发射率，与ATW显着一致。图2E展示了PMP与其他常见纺织品的选择比和冷却能力的比较研究，证实了其优越的性能。通过静电纺丝制备PMP纺织品的过程非常详细，确保了可扩展性和实际应用。

图3.GA, PGA和3D-MPGA的结构，形态和界面分析。

SSHF的光学设计涉及多层结构，包括PMP纳米-微米混合纤维层、银纳米线(AgNW)和羊毛织物层。该设计利用多模态传热机制和光与物质相互作用来实现高太阳反射率和选择性热发射率。图 3A 说明了 SSHF 的层次结构，而图 3B 提供了显示纤维网络的 SEM 图像。图 3C 中的反射光谱证实了高太阳反射率，这对于最大限度地减少热吸收至关重要。图 3D 和 3E 显示了纺织品的机械性能，包括灵活性和耐用性，这对于可穿戴应用至关重要。图 3F 突出显示了 SSHF 的透气性，这对于在各种条件下保持舒适度至关重要。

图4.石蜡，GA, PGA和3D-MPGA的热特性和稳定性。

SSHF的户外性能在模拟城市场景中进行了测试，证明了其与传统纺织品相比的冷却效果。结果表明，SSHF保持了显着较低的温度，证明了其在实际条件下的卓越能力。图 4A 显示了室外热测量的设置，而图 4B 显示了 SSHF 实现的温度降低。图 4C 将 SSHF 的性能与其他纺织品进行了比较，进一步证实了其有效性。

图5. PGA和3D-MPGA在PCM固、液两种状态下抗外部机械载荷的防漏性和形状稳定性。

由于热岛效应日益严重，城市地区的辐射冷却纺织品至关重要。作者构建了三维(3D)理论模型，并计算了不同场景下建筑景观因素对人体的影响。将视角β定义为地平线与连接纺织品和建筑物立面顶角的线之间的角度，将phi定义为建筑物底部中心和底侧之间的角度（假设建筑物是对称的）（图5A）。从理论上比较了开放场景中850 Wm^-2太阳强度下SSHF与宽带结构的冷却能力（图5C）。SSHF始终表现出比宽带织物更高的冷却能力。随着β和phi均从0°增加到90°，SSHF和宽带织物之间的冷却功率差异进一步从8.5 Wm^-2增加到59.6 Wm^-2。SSHF 的性能优于宽带发射器（图5D）。